浏览器有哪些线程和进程

  • 浏览器是一个多线程多进程的应用程序。

  • 浏览器内部极其复杂。

  • 为了避免相互影响，减少连环崩溃几率，当启动浏览器之后它会自动启动多个进程。

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可以在浏览器的任务管理器中查看所有进程

其中最主要的进程有：

  1. 浏览器进程

    ​ 主要负责页面显示、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。

  2. 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处理不同的网络任务。

  3. 渲染进程

    ​ 渲染进程启动后会开启一个渲染主线程，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，以保证标签页之间不互相影响。

未来默认模式可能会有改变，具体参照浏览器官方说明文档

渲染进程如何工作的

渲染主线程是浏览器中最繁忙的线程，需要他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
  • 每秒页面绘制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
  • ......

思考题：为什么渲染进程不适用多个线程来处理这些事情？

要处理这么多任务，主线程遇到一个前所未有的难题：如何调度任务？

比如：

  • 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吗？
  • 我正在执行一个 JS 函数，执行到一半的时候计时器的事件到了，我该立即去执行它的回掉吗？
  • 浏览器进程通知我‘‘用户点击了按钮’’，与此同时，某个计时器也到达了时间，我应该处理哪一个呢？
  • ......

渲染主线程想到一个绝妙的处理方式：排队

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  1. 在最开始的时候，渲染主线程会进入一个无限循环 for（；；）。
  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。

这样一来，就可以让每个任务有条不紊的、持续的进行下去了。

整个过程被称之为事件循环（消息循环）

何为异步？

代码在执行过程中，会遇到一些无法立即处理的任务，比如：

  • 计时完成后需要执行的任务 -- setTimeout、setInterval
  • 网络通信完成后需要执行的任务 -- XHR、Fetch
  • 用户操作后需要执行的任务 -- addEventListener

如果让渲染主线程等待这些任务的时机达到，就会导致主线程长期处于「阻塞」的状态，从而导致浏览器「卡死」

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渲染主线程承担着极其重要的工作，无论如何都不能阻塞

因此，浏览器选择异步来解决这个问题

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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，加到消息队列的末尾排队，等待主线程调度执行。

在这种异步的模式下，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 为何会阻碍渲染？

例：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>Title</title>
</head>
<body>

<h1>Hello JS ！</h1>
<button>change</button>

<script>
  var h1 = document.querySelector('h1')
  var btn = document.querySelector('button')

  function dalay(duration) {
    var start = Date.now()
    while (Date.now() - start < duration) {
      console.log(111)
    }
  }
  btn.onclick = function () {
    h1.textContent = '哇！好帅！'
    dalay(3000)
  }
</script>

</body>
</html>

点击按钮后会发生什么？

任务有优先级吗？

任务没有优先级，在消息队列中先进先出

但消息队列是有优先级的

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。

随着浏览器复杂度急剧提升，W3C 不在使用宏队列说法。

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

例如：

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

浏览器还有很多其他的队列，由于和我们开发关系不大，不作考虑

面试题：述一下JS的事件循环
参考答案：
事件循环又叫做消息循环，悬浏览器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：

  1. 计算机硬件没有原子钟，无法做到精确计时Education。
  2. 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。
  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，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。
  4. 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。