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飞鸟不急 2023-10-22 阅读 11

1. 浏览器的进程模型

1.1 进程

程序运行需要有它自己专属的内存空间,可以把这块内存空间简单的理解为进程。

每个应用至少有一个进程,进程之间相互独立,即使要通信,也需要双方同意。

1.2 线程

有了进程后,就可以运行程序的代码了。

运行代码的「人」称之为「线程」。

一个进程至少有一个线程,所以在进程开启后会自动创建一个线程来运行代码,该线程称之为主线程。

如果程序需要同时执行多块代码,主线程就会启动更多的线程来执行代码,所以一个进程中可以包含多个线程。

在这里插入图片描述

1.3 浏览器的进程和线程

浏览器是一个多进程多线程的应用程序。

浏览器内部工作极其复杂。为了避免相互影响,为了减少连环崩溃的几率,当启动浏览器后,它会自动启动多个进程。

浏览器启动主要开启三个进程,浏览器进程、网络进程、渲染进程。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

最主要的进程:

  1. 浏览器进程:
    主要负责页面的显示,用户交互,子进程管理。浏览器进程内部会启动多个线程处理不同的任务。
  2. 网络进程:
    负责加载网络资源。网络进程内部会启动多个线程来处理不同的网络任务。
  3. 渲染进程:
    渲染进程启动后,会开启一个渲染主线程,负责执行HTML,CSS,JS代码。
    默认情况下,浏览器会为每个标签页开启一个新的渲染进程,以保证不同的标签页之间不相互影响。

2. 渲染主线程

渲染主线程是浏览器中最繁忙的线程,需要它处理的任务包括但不限于:

  • 解析 HTML
  • 解析 CSS
  • 计算样式
  • 布局
  • 处理图层
  • 每秒把页面画 60 次 (FPS)
  • 执行全局 JS 代码
  • 执行事件处理函数
  • 执行计时器的回调函数

要处理这么多任务,那么该如何调度任务呢?

比如:

  • 我正在执行一个JS函数,执行到一半的时候用户点击了按钮,我该立即去执行点击事件的处理函数吗?
  • 我正在执行一个 JS 函数,执行到一半的时候某个计时器到达了时间,我该立即去执行它的回调吗?
  • 浏览器进程通知我“用户点击了按钮”,与此同时,某个计时器也到达了时间,我应该处理哪一个呢?

  • 渲染主线程的解决方法:排队

在这里插入图片描述

  1. 在最开始的时候,渲染主线程会进入一个无限循环
  2. 每一次循环会检查消息队列中是否有任务存在。如果有,就取出第一个任务执行,执行完一个后进入下一次循环;如果没有,则进入休眠状态。
  3. 其他所有线程(包括其他进程的线程)可以随时向消息队列添加任务。新任务会加到消息队列的末尾。在添加新任务时,如果主线程是休眠状态,则会将其唤醒以继续循环拿取任务。

这样一来,就可以让每个任务有条不紊的、持续的进行下去了。

整个过程,就称为事件循环(消息循环)。

2.1 异步

代码在执行过程中,会遇到一些无法立即处理的任务,比如:

  • 计时完成后需要执行的任务 – setTimeout、setInterval
  • 网络通信完成后需要执行的任务 --XHR、Fetch
  • 从用户操作后需要执行的任务 – addEventListener

如果让渲染主线程等待这些任务的时机达到,就会导致主线程长期处于「阻塞」的状态,从而导致浏览器「卡死」。

在这里插入图片描述
使用异步,渲染主线程永不阻塞。

2.2 JS 阻碍渲染

<h1>this is English</h1>
<button>change</button>
<script>
    var h1 = document.querySelector('h1');
    var btn = document.querySelector('button');
    // 死循环指定的时间
    function delay(duration) {
        var start = Date.now();
        while (Date.now() - start < duration) { }
    }
    btn.onclick = function () {
        h1.textContent = '3s之后才出现中文';
        delay(3000);
    }
</script>

点击之后立刻执行h1.textContent,但是呢?不会立刻渲染在页面上!绘制进入消息队列,等到主线程的死循环 3s 之后,消息队列的绘制进入主线程才去渲染。

2.3 任务优先级

任务没有优先级,在消息队列中先进先出。

但消息队列是有优先级的。

根据 W3C 的最新解释:

  • 每个任务都有一个任务类型,同一个类型的任务必须在一个队列,不同类型的任务可以分属于不同的队列。在一次事件循环中,浏览器可以根据实际情况从不同的队列中取出任务执行。
  • 浏览器必须准备好一个微队列,微队列中的任务优先所有其他任务执行 HTML标准

目前 chrome 实现中,主线程之下,至少包含以下的队列:

  • 延时队列:用于存放计时器到达后的回调任务,优先级「中」
  • 交互队列:用于存放用户操作后产生的事件处理任务,优先级「高」
  • 微队列:用户存放需要最快执行的任务,优先级「最高」
function a() {
    console.log(1);
    Promise.resolve().then(function () {
        console.log(2);
    });
}
setTimeout(function () {
    console.log(3);
    Promise.resolve().then(a);
}, 0);
Promise.resolve().then(function () {
    console.log(4);
});
console.log(5);
// 5 4 3 1 2
1. setTimeout 执行,将 log3 和 Promise a 放入延时队列
2. 将 log4 放入微任务队列
3. 执行 log5
4. 主线程清空,执行微任务的 log4
5. 执行延时队列的函数,执行 log3,并把 Promise a 放入微任务队列
6. 主线程清空,执行微任务的 Promise a,执行 log1,并将 Promise 2 放入微任务队列
7. 主线程清空,执行微任务的 log2
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