浏览器进程模型

了解事件循环之前，首先了解一下浏览器进程模型

何为进程？

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。

何为线程？

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。

浏览器有哪些进程和线程？

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。

可以在浏览器的任务管理器中查看当前的所有进程

其中，最主要的进程有:

  1. 浏览器进程
    主要负责界面显示、用户交互、子进程管理等。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，主线程负责执行 HTML、CSSJS 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。

渲染主线程是如何工作的？

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
  • 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
  • …

要处理这么多的任务，主线程遇到了一个前所未有的难题: 如何调度任务?

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?
  • …

渲染主线程想出了一个绝妙的主意来处理这个问题：排队

  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，被称之为事件循环 (消息循环)

何为异步？

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
  • 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」

渲染主线程承担着极其重要的工作，无论如何都不能阻塞！

因此，浏览器选择异步来解决这个问题

使用异步的方式，渲染主线程永不阻塞

任务有优先级吗？

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
    https://html.spec.whatwg.org/multipage/webappapis.html#perform-a-microtask-checkpoint

随着浏览器的复杂度急剧提升，W3C 不再使用宏队列的说法

在目前 chrome 的实现中，至少包含了下面的队列:

  • 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」

添加任务到微队列的主要方式是使用 Promise、MutationObserver

例如：

1
2
//立即把一个函数添加到微队列
Promise.resolive().then(函数);