AI 生成的摘要
文章详细解析了进程和线程的概念,尤其是在浏览器环境中的应用。进程代表程序运行所需的独立内存空间,而线程是CPU调度的最小单位,每个进程至少拥有一个线程。在浏览器中,浏览器启动后会生成多个进程,渲染进程包含渲染主线程,负责执行HTML、CSS、和JS代码,并形成任务队列进行事件循环。文章阐述了异步编程的重要性,以防止主线程阻塞,并解释了任务队列根据优先级进行调度的机制。微队列中的任务优先于其他任务执行,以确保效率。而针对JS的单线程处理与异步执行机制,文章指出JS在浏览器中采用异步处理方式,以避免锁死。此外,还回答了关于渲染进程线程使用、异步理解及事件循环的相关问题,明确了JS计时器的局限性及事件调度的影响,帮助读者理解浏览器的工作原理和性能优化方法。

什么是进程

进程就是程序运行所需要的专属内存空间。每个应用至少有一个进程,进程之间相互独立,双方同意下可以通信。

什么是线程

用来运行代码的就是线程,线程是 CPU 调度的最小单位。一个进程至少有一个线程,进程开启后就会创建一个线程运行代码,该线程就是主线程。主线程结束了,整个进程也结束了。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。 渲染进程启动后,会开启一个渲染主线程,负责执行 HTML、CSS、JS 代码。 默认情况下,每一个标签页一个单独的渲染进程(后续可能改为每个站点一个进程或其他模式)。 事件循环就发生在渲染主线程。

渲染主线程是怎么工作的

渲染主线程的任务包括单不限于:

  • 解析 HTML
  • 解析 CSS
  • 计算样式
  • 布局
  • 处理图层
  • 执行 js
  • 执行事件处理函数
  • 执行计时器的回调 如何调度这些任务?队列
  1. 最开始时,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,有的话就取第一个开始执行,执行完成后进入下一次循环。如果没有后续,则进入休眠模式。
  3. 其他所有线程,可以随时向队列中添加任务,如果此时主线程在休眠,则会进行唤醒以继续循环执行任务。 这个过程,就是事件循环。

什么是异步

代码执行过程中,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 - 计时器 定时器
  • 网络通讯完成后执行的任务 - fetch ajax
  • 用户操作后需要执行的任务 - addEventListener 为了避免主线程阻塞,浏览器选择用异步来处理这个问题。

任务有优先级吗

任务没有优先级,但是任务队列有优先级。

  • 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,微队列种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 不再使用宏任务的说法。

在目前 chrome 的实现中,至少包含了以下队列:

  • 延时队列:存放计时器到达后的回调任务 优先级:中
  • 交互队列:存放用户操作后的回调:优先级:高
  • 微队列:存放需要最快执行的任务,优先级:最高

Q&A

为什么渲染进程不使用多个线程来处理这些事情?

因为 DOM、CSSOM 和 JS 都是强依赖状态的,必须保证线程安全;多线程会引入复杂的锁机制和同步问题,得不偿失。

如何理解 js 的异步

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,渲染主线程只有一个。 而渲染主线程承担着很多工作,比如渲染页面,执行 js 等等。 如果使用同步的方式,就很有可能导致主线程阻塞,从而导致消息队列中的很多其他任务都无法执行,比如等待一个三秒的定时器。这样一来,浏览器就卡死了。 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,比如计算器、网络、事件监听,主线程将任务交给其他线程来处理,转而执行后续其他任务,当其他线程完成时,将事先传递的回调函数包装成任务,加入消息队列的末尾,等待主线程调度执行。

阐述一下 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 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放到队列末尾即可。 过去吧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,现在根据 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,在一个事件循环中,有浏览器自行决定去哪个队列的任务,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?

不能。

  1. 计算机硬件无法做到精确计时。
  2. js 计时器最终调用的是操作系统的函数,操作系统的计时函数本身就有少量偏差。
  3. 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 毫秒的最少事件,这样在计时事件少于4 毫秒时有带来了偏差。
  4. 受事件循环的影响,计时器回调函数只能在主线程空闲时运行,因此又有偏差。