事件循环原理

浏览器的进程模型

1. 进程：程序运行需要有自己专属的内存空间，这部分内存空间简单理解为进程。每个应用至少一个进程，进程之间要相互独立，只有在双方同意的情况下才能通信。

2. 线程：有了进程就可以运行代码，运行代码的人就可以理解为线程。一个进程至少一个线程，进程开启会自动创建一个线程来运行代码，即主线程。同时执行多个代码块，主线程就会开启更多线程。

3. 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。多进程是为了减少连环崩溃的几率，比如浏览器进程、网络进程、渲染进程，可以在浏览器的任务管理器里查看进程。

   • 浏览器进程：浏览器的界面显示（比如标签、按钮等浏览器自带的）、用户交互、子进程管理。浏览器进程内部启动多线程。
   • 网络进程：加载网络资源，内部启动多线程。
   • 渲染进程：会开启一个渲染主线程，执行代码。每一个标签页开启一个新的渲染进程。开启很多标签页会开启很多渲染进程，所以将来可能会改变这种方式，site-per-process 而不是 process-per-tab。

渲染主线程如何工作

1. 渲染主线程是浏览器最繁忙的线程，任务包括但不限于：解析 HTML、解析 CSS、布局、计算样式、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、执行计时器回调函数。
2. 那么为什么不把这些任务分配给多线程呢？浏览器做不到！
3. 在处理多任务的时候如何调度任务？
   • 渲染主线程 → 正在执行的任务
   • 消息队列 → 接下来要处理的任务队列
   • 其余线程在任务执行期间监听到了新的任务便拿去排队
   • 最开始的时候，主线程进入一个无限循环。
   • 每一次循环检查消息队列，有任务执行任务并进入下一次循环，否则休眠。
   • 其他线程（包括其他进程的线程）可以随时向消息队列的末尾添加新任务，如果主线程休眠则会将其唤醒以继续循环执行任务。

若干解释

1. 异步

   • 无法立即执行的任务，渲染主线程等待，长期阻塞引起浏览器卡死。
   • 计时结束：setTimeout setInterval
   • 通信完成：XHR Fetch
   • 操作结束：addEventListener
   • 主线程计时开始的时候通知计时线程并结束当前任务 → 获取消息队列下一个任务并执行 → 计时任务结束后将回调函数放入到消息队列末尾

2. JS 为何会阻碍渲染？React Fiber 解决。

3. 任务有优先级吗？

   • 任务没有优先级，先进先出，但是消息队列有优先级.
   • 之前的解释：宏队列、微队列，随着浏览器复杂度的急剧提升，W3C 不再使用宏队列的说法.
   • W3C 最新解释：每个任务有一个任务类型，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队列。在一个实现循环中，浏览器可以根据实际情况从不同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于其他任务执行。
   • 在目前 Chrome 的实现中，至少包含了：延时队列（用于存放计时器到达后的回调任务，中优先级）、交互队列（用于存放用户操作后产生的事件处理任务，高优先级）、微队列（用户存放最快执行的任务，最高优先级）。浏览器其他队列和开发关系不大，不多关注。【浏览器考虑到用户体验角度，交互队列优于延时队列】
   • 添加任务到微队列的主要方式：Promise【Promise.resolve().then(function()=>{})】、MutationObserver
   • 渲染主线程在全局执行结束后再去队列里提取任务

面试题

📌 如何理解 JS 的异步？

• JS 是一门单线程语言，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。渲染主线程承担诸多工作，包括但不限于：解析 HTML、解析 CSS、布局、计算样式、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、执行计时器回调函数。
• 如果采用同步的方式，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任务无法得到执行。这样一来，一方面导致繁忙的主线程白白消耗时间，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以上问题。具体做法是某些任务发生时，比如计时器、网络、事件监听，主线程把任务交付给其他线程去处理，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，从而最大限度地保证了单线程的流畅执行。

📌 阐述一下 JS 的事件循环？

• 官方叫 EventLoop，浏览器实现叫 MessageLoop
• 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 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 官方的解释，每个任务有不同，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出哪一个队列的任务。但是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。

📌 JS 中的计时器能做到精确计时吗？

• 不行
• 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 4ms 的最少时间，这样在计时时间少于 4ms 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。