深入理解事件循环

浏览器的进程模型

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

线程

有了进程后，就可以运行程序的代码了

一个进程至少要有一个线程，所以在进程开启后会自动创建一个线程来运行代码，该线程称为主线程，主线程一旦结束，程序也会结束

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，减少连环崩溃的概率，当浏览器启动后会启动多个线程

主要有三个：

浏览器进程
主要负责界面展示、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
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间互不影响
将来可能会采取一个站点一个进程
事件循环发生在渲染主线程

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
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，该如何调度任务？排队

在最开始的时候，渲染主线程会进入一个无限循环
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
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

整个过程，被称之为事件循环（消息循环）

W3C 称为 Event Loop，Chrome 称为 Message Loop

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 setTimeout、XHR、addEventListener

如果让渲染主线程一直等这些任务，就会处理「阻塞」状态，导致浏览器卡死

因为渲染主线程还进行着渲染等任务，所以不能阻塞

因此，浏览器使用异步来处理该问题

使用异步的方式，渲染主线程永不阻塞

面试题：如何理解 JS 的异步？
参考答案：
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。

JS 为什么会阻碍渲染？

<h1>Good morning!</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.addEventListener('click', () => {
    h1.textContent = '早上好！'
    delay(3000)
  })
</script>

此时页面会卡顿 3s 后才显示「早上好！」，为什么？

渲染主线程接收到 JS，执行全局 JS，发现监听事件
告知交互线程来对用户点击事件进行监听
渲染主线程休眠
用户点击，交互线程将回调函数放入消息队列
渲染主线程拿到该回调函数，执行
- 修改 textContent，产生绘制任务，放入消息队列中排队
- 死循环三秒
- 从消息队列中取出绘制任务，进行绘制

JS 为什么会阻碍渲染？因为执行 JS 和渲染都在渲染主线程上

任务有优先级吗？

没有。在消息队列中先进先出

但是消息队列有优先级

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（如点击事件必须都在同一个队列），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（microtask queue），微队列中的任务优先所有其他任务执行

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 Promise，如

Promise.resolve().then(函数) // 此时该函数会被添加到微队列

判断输出顺序

function delay(duration) {
  var start = Date.now()
  while (Date.now() - start < duration) {}
}

setTimeout(() => {
  console.log(1)
}, 0)

delay(1000)

console.log(2)

输出顺序：2、1

因为要先执行完 JS，才会从延时队列中拿取回调函数来执行

setTimeout(() => {
  console.log(1)
}, 0)

Promise.resolve().then(() => {
  console.log(2)
})

console.log(3)

输出顺序：3、2、1

function a() {
  console.log(1)
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log(2)
  })
}

setTimeout(() => {
  console.log(3)
  Promise.resolve().then(a)
}, 0)

Promise.resolve().then(() => {
  console.log(4)
})

console.log(5)

输出顺序：5、4、3、1、2

function a() {
  console.log(1)
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log(2)
  })
}

setTimeout(() => {
  console.log(3)
}, 0)

Promise.resolve().then(a)

console.log(5)

输出顺序：5、1、2、3

Promise.resolve(console.log(1))
console.log(2)

输出顺序：1、2

Promise.resolve() 是同步执行，.then 才是异步执行

其他

面试题：阐述一下 JS 的事件循环
参考答案：
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。
面试题：JS 中的计时器能做到精确计时吗？为什么？
参考答案：
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

前端

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