浏览器进程模型和JS的事件循环

一、浏览器的进程模型

1、什么是进程？

程序运行所需要的专属内存空间

2、什么是线程？

运行代码的称为线程（同一个进程中的线程共享进程的资源）

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。

一个进程中可以包含多个线程，因为程序可能会同时执行多块代码

3、浏览器所有的那些进程和线程？

浏览器是一个多进程多线程的应用程序
当启动浏览器后，它会⾃动启动多个进程。（为避免相互影响，减少连环崩溃的⼏率）

(1)、主要的进程有：

浏览器进程

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。
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。
渲染进程（重点）

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、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。

将来该默认模式可能会有所改变。chrome官方说明文档

(2)、渲染主线程需处理的任务：

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
......

(3)、渲染线程不适合多个线程来同时处理事情

因为在同一个时间段，有多个任务，他无法判断先执行那个任务。

例如：

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，还是继续执行js函数后面的代码

(4)、渲染主线程处理方案：进行排队执行

最开始的时，渲染主线程会进入一个无限循环
每次循环会检测消息队列中是否有任务存在。如果存在，取出队列第一个任务放在渲染主线程进行执行；如果没有，则进入休眠状态。
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

二、JS 异步的理解

JS是一门单线程的语言，这是因为它运行在浏览器的渲染主线程中，而渲染主线程只有一个。

而渲染主线程承担着诸多的工作，渲染页面、执行 JS 都在其中运行。

如果使用同步的方式，就极有可能导致主线程产生阻塞，从而导致消息队列中的很多其他任务无法得到执行。这样一来，一方面会导致繁忙的主线程白白的消耗时间，另一方面导致页面无法及时更新，给用户造成卡死现象。

所以浏览器采用异步的方式来避免。具体做法是当某些任务发生时，比如计时器、网络、事件监听，主线程将任务交给其他线程去处理，自身立即结束任务的执行，转而执行后续代码。当其他线程完成时，将事先传递的回调函数包装成任务，加入到消息队列的末尾排队，等待主线程调度执行。

在这种异步模式下，浏览器永不阻塞，从而最大限度的保证了单线程的流畅运行。

三、JS会阻塞渲染

    <h1>test !</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 = '阻塞浏览器渲染';
            delay(3000);
        };
    </script>

延迟三秒执行

先执行全局JS代码。由交互线程监听按钮点击，
按钮被点击，先执行函数里面【 h1.textContent = '阻塞浏览器渲染';】，在执行【 delay(3000)】
【 h1.textContent = '阻塞浏览器渲染';】对页面进行了重排重绘，产生一个新的绘制任务又放到队列最后，

四、任务的优先级问题

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>交互队列比延迟队列先执行</title>
  </head>
  <body>
    <button id="begin">开始</button>
    <button id="interaction">添加交互任务</button>
    <script>
      // 死循环指定的时间
      function delay(duration) {
        var start = Date.now();
        while (Date.now() - start < duration) {}
      }

      function addDelay() {
        console.log('addDelay---添加延时队列');
        setTimeout(() => {
          console.log('addDelay---延时队列执行');
        }, 100);
        delay(2000);
      }

      function addInteraction() {
        console.log('addInteraction---添加交互队列');
        interaction.onclick = function () {
          console.log('addInteraction---交互队列执行');
        };
        delay(2000);
      }

      begin.onclick = function () {
        addDelay();
        addInteraction();
        console.log('===========');
      };
    </script>
  </body>
</html>

顺序图：主线程--->微队列--->延迟队列--->交互队列【触发后优先级排在微队列后】

以前是以宏任务，微任务的两个队列为主

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 Standard

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主要是使用 Promise、MutationObserver

五、JS的事件循环

事件循环又叫做消息循环，是浏览器渲染主线程的工作方式。

在 Chrome 的源码中，它开启一个不会结束的 for 循环，每次循环从消息队列中取出第一个任务执行，而其他线程只需要在合适的时候将任务加入到队列末尾即可。

过去把消息队列简单分为宏队列和微队列，这种说法目前已无法满足复杂的浏览器环境，取而代之的是一种更加灵活多变的处理方式。

根据 W3C 官方的解释，每个任务有不同的类型，同类型的任务必须在同一个队列，不同的任务可以属于不同的队列。不同任务队列有不同的优先级，在一次事件循环中，由浏览器自行决定取哪一个队列的任务。但浏览器必须有一个微队列，微队列的任务一定具有最高的优先级，必须优先调度执行

六、JS 中的计时器能做到精确计时吗？为什么？

不行，因为：

计算机硬件没有原子钟，无法做到精确计时

操作系统的计时函数本身就有少量偏差，由于 JS 的计时器最终调用的是操作系统的函数，也就携带了这些偏差

按照 W3C 的标准，浏览器实现计时器时，如果嵌套层级超过 5 层，则会带有 4 毫秒的最少时间，这样在计时时间少于 4 毫秒时又带来了偏差

受事件循环的影响，计时器的回调函数只能在主线程空闲时运行，因此又带来了偏差（计时器结束添加到延时队列，但是因为渲染主程序的当前任务没执行完，或微队列还存着任务，需要等这些处理完，才能执行）