事件循环

提示

• 单线程是异步产生的原因。
• 事件循环是异步的实现方式。

浏览器的进程模型

何为进程？

程序运行需要有它“自己专属的内存空间”，可以把这块空间简单的理解为进程。

每个应用程序至少有一个进程，进程之间是相互独立的，即使要通信的话，也是要双方同意的。

单进程 vs 多进程

• 单进程（Single Process）：单进程是指一个程序在运行时只有一个进程。这意味着程序的所有任务都在同一个进程内执行。
• 多进程（Multiprocessing）：多进程是指一个程序可以启动多个独立的进程，每个进程有自己的内存空间和执行环境。多进程通常用于需要同时运行多个独立任务的应用程序，可以提高系统的并发性和稳定性。

何为线程？

线程指的是某个进程中的一个执行流（线程为进程的一部分）。

一个进程至少包含一个线程，所以在进程开启后会自动创建一个线程，该线程称之为 主线程。

如果程序需要同时执行多块代码的话，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。

巧记：进程是“火车”，线程是“车厢”

单线程 vs 多线程

• 单线程（Single Thread）：单线程是指程序在执行时只有一个执行线程。这意味着程序中的任务按顺序依次执行，一个任务必须完成后才会开始执行下一个任务。单线程通常用于简单的任务或程序，因为它们不能同时处理多个任务。
• 多线程（Multithreading）：多线程是指程序可以同时执行多个线程，每个线程都有自己的执行流。多线程通常用于需要同时处理多个任务的应用程序，可以提高程序的并发性和性能。

同步 vs 异步

• 同步（Synchronous）：同步是指任务按照顺序执行，一个任务完成后才能开始执行下一个任务。这意味着任务之间会相互等待，直到前一个任务完成。
• 异步（Asynchronous）：异步是指任务可以并发执行，不需要等待前一个任务完成。任务可以在后台执行，并在完成后通知主程序。这可以提高程序的响应性和效率。

阻塞 vs 非阻塞

• 阻塞（Blocking）：阻塞是指一个任务在等待某个操作完成时会暂时停止执行，直到操作完成或超时。阻塞通常用于同步编程中，任务会等待某个事件的发生。
• 非阻塞（Non-blocking）：非阻塞是指一个任务在等待某个操作时可以继续执行其他任务，而不会停止。非阻塞通常用于异步编程中，任务可以轮询或通过回调等方式来检查事件状态。

浏览器有哪些进程和线程？

注意：浏览器是一个多进程、多线程的应用程序！

其中，最主要的进程有：

• 浏览器进程

  主要负责界面的显示（如：标签页的样式、后退/前进/刷新按钮、导航栏 ……）、用户交互、子进程管理等等 ……

• 网络进程

  负责加载网络资源。

• 渲染进程

  渲染进程启动后，会开启一个 渲染主进程，主要负责执行 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（每个标签页就是一个渲染进程），以保证不同标签页之间不会互相影响。

  将来该默认模式可能会有所改变，可参见 (Chrome 官方说明文档)。

渲染主进程是如何工作的？

渲染主线程是“最忙”的线程，需要处理的任务包括但不限于：

• 解析 HTML
• 样式计算
• 布局
• 处理图层
• 每秒把页面画 60 次
• 执行 JS 代码
• 执行事件处理函数
• 执行计时器的回调函数
• ...

参见 👉 浏览器渲染原理

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要处理这么多的任务，渲染主进程是如何调度任务的？

1. 在最开始的时候，渲染主进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，执行完第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中添加任务。新任务会加到消息队列的末尾。在添加新任务时，如果主进程时休眠状态的，则会唤醒继续循环拿取任务执行。

这样一来，每个任务都可以有条不紊、持续地进行下去了。而这一个过程，就被称为 事件循环（消息循环）。

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任务有优先级吗？

任务没有优先级，在消息队列中 先进先出。

但是消息队列有优先级。

在 W3C 的解释中：

• 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。
• 浏览器必须准备好一个微队列，微队列中的任务优先于其他任务执行。

随着浏览器的复杂度急剧提升，W3C 不再使用 “宏队列” 的说法了。
具体参考：https://html.spec.whatwg.org/multipage/webappapis.html#perform-a-microtask-checkpoint

在 chrome 的实现中，至少包含了如下队列：

• 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” 主要方式是使用 Promise、MutationObserver ……

  // 立即把一个函数添加到微队列
  Promise.resolve().then(fn)

• 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】

• 延时队列：用于存放计时器到达后的回调任务，优先级【中】

【总结】阐述下 JS 的事件循环

思路：

1. 事件循环是什么
2. 工作方式
3. 消息队列

事件循环又叫做消息循环，是 浏览器渲染主进程的工作方式。

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的末尾即可。

过去把消息队列简单地分为宏任务和微任务，这种说法已经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 官方解释，每个任务有不同类型，同类型的任务必须在同一队列，不同任务可以属于不同队列。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优先级，必须优先调度执行。