事件循环(even loop)原理解析

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简介: 1,要弄懂事件循环首先要了解线程和进程 通常在一个进程中可以包含若干个线程,它们可以利用进程所拥有的资源,在引入线程的操作系统中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位,由于线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,故对它的调度所付出的开销就会小得多,能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度。2, 浏览器是一个多进程多线程的应用程序,内部工作很复杂,它的进程主要包含 浏览器进程 网络进程 渲染进程 ① 浏览器进程: 负者BOM界面展示以


1,要弄懂事件循环首先要了解线程和进程

 通常在一个进程中可以包含若干个线程,它们可以利用进程所拥有的资源,在引入线程的操作系统中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位,由于线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,故对它的调度所付出的开销就会小得多,能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度。

2, 浏览器是一个多进程多线程的应用程序,内部工作很复杂,它的进程主要包含 浏览器进程 网络进程 渲染进程

  ① 浏览器进程:  负责BOM界面展示以及操作,监听浏览器前进后退等操作, 其他进程都是依靠浏览器进程做启动 以及其他依赖线程的启动

  ② 网络进程: 主要负责网络通信 网络资源加载 等

  ③ 渲染进程: 启动后会首先启动一个渲染主线程 前端所有代码都在渲染主线程执行。浏览器会给所有标签页都开启一个渲染进程(进程隔离,这也是为什么谷歌浏览器特别占用内存的原因,有兴趣可以看看谷歌官方文档,据说以后可能会一个站点一个进程从而减少进程数量。)以此来保证所有标签页互不影响,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等 。

   这时候可能大家都会想,既然渲染进程需要处理这么多东西,为什么不开多个线程呢?我也不知道。没查到为什么,可能存在一定的技术壁垒吧,大家知道的可以给我留言沟通交流

3,渲染进程需要处理这么多东西,具体是如何调度任务的呢?

   比如当前正在执行一个JS函数执行到一半的有十行代码运行到第五行了,这个时候用户点击的某一个按钮怎么办,是暂停这个代码的执行,马上去执行用户的点击事件吗,还是说把这个这一块函数执行完了之后,再去执行那个点击事件呢?关于这个其实浏览器做了一个非常巧妙的处理那便是 排队 有秩序的 一个任务一个任务排队执行,由此就诞生了message queue消息队列 也叫事件队列,因此事件循环主要就发生在渲染主线程。如图:



   通过Chrome浏览器源码可以很容易明白渲染逻辑,在最开始的时候,渲染主线程的启动函数里写的 for(; ;)说明循环条件永远都为true

浏览器源码截图

   每次循环都会调用next_work_info检查消息队列中是否有任务存在,如果有的话,就取出第一个任务执行,执行完过后进入下一次循环,如果说没有任务的话就进入休眠状态,这便是事件循环核心内容。

ps: 谷歌称它为消息循环,message loop,W3C标准里把这些称为事件循环event loop,实际上是一个东西。

4,但是光知道这些东西呢,还是不够的,你还要知道事件循环里边的一些细节,接下来我会进一步讲解这些小细节,也许会让你对事件循环有进一步的理解

①同步

在代码的执行过程中,会遇到一些无法立即执行的任务例如setTimeout(fn,3000),AJAX ,AddEventListener等无法立即执行的任务都会导致主线程处于阻塞的状态,如果主线程一直等待这些任务一个一个执行的话,会造成很多问题,像html css绘制 其他js加载资源加载都会被阻塞,导致浏览器崩溃,这就是常说的同步。

②异步

由于渲染主线程承担这及其重要的任务,永远不能够阻塞,浏览器为了防止阻塞所以选择了异步解决



要知道实际上任务是没有优先级区分的,在消息队列中按照先进先出原则,但是消息队列有优先级

根据W3C标准解释

① 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,不同的任务可以分属于不同的队列。

②在每一次事件循环中,浏览器可以根据实际情况从不同的队列中取出任务执行。

随着浏览器的复杂度急剧提升,W3C不在使用宏队列的说法,其中添加到微队列的主要方式是使用Promise ,MutationObserver。

例如:

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

  1. 首先先执行渲染主线程,其实就是在调用调用栈里面的同步代码,系统会先予以执行

  2. 等到渲染主线程将调用栈里面的全部同步任务执行完毕后,事件循环此时开始执行

  3. 渲染主线程发现调用栈为空后,会进行事件循环来观察要执行的事件回调。这个时候会进入微队列当中,而事件循环检测到微队列当中有事件,就进行我们最上面说到的操作,然后就取出相关事件任务放入调用栈中,由主线程执行。

4.等微队列执行完毕之后,再开始调用延时队列里的任务,最后检查交互队列是否存在任务,有便执行,没有就进入休眠状态。

总结 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 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。

相关面试题
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并且渲染主线程承担着诸多的工作,渲染页面、执行 JS ,解析htmlcss,执行事件回调等都在其中运行。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。

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 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

  1. 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

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