進程與線程

今天學習的內容是進程和線程，光看文字你們可能以爲會很陌生，不理解這兩個詞語是什麼意思，尤爲是線程，看起來會更爲抽象，而進程可能你們會在不少地方多看獲得他們存在的身影。

好比說，在任務管理器中

 

 

從上面兩個圖中，咱們能夠清楚的認識到，什麼是進程，從第一張圖能夠看到，映像名稱下每一條都是一個進程，後面是每一條進程的cpu佔有率以及內存佔用。

進程定義：進程就是在系統內存中加載運行的程序；

通俗來說：

　　計算機的核心是CPU，它承擔了全部的計算任務。它就像一座工廠，時刻在運行。 
　　假定工廠的電力有限，一次只能供給一個車間使用。也就是說，一個車間開工的時候，其餘車間都必須停工。背後的含義就是，單個CPU一次只能運行一個任務。進程就比如工廠的車間，它表明CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU老是運行一個進程，其餘進程處於非運行狀態。

2.線程

　　圖接上文，一個車間（進程）裏，能夠有不少工人（線程）。他們協同完成一個任務。車間的空間是工人們共享的，好比許多房間是每一個工人均可以進出的。這象徵一個進程的內存空間是共享的，每一個線程均可以使用這些共享內存。 
 　   但是，每間房間的大小不一樣，有些房間最多隻能容納一我的，好比廁所。裏面有人的時候，其餘人就不能進去了。這表明一個線程使用某些共享內存時，其餘線程必須等它結束，才能使用這一塊內存。一個防止他人進入的簡單方法，就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門，後到的人看到上鎖，就在門口排隊，等鎖打開再進去。這就叫」互斥鎖」（Mutual exclusion，縮寫 Mutex），防止多個線程同時讀寫某一塊內存區域。 
　　還有些房間，能夠同時容納n我的，好比廚房。也就是說，若是人數大於n，多出來的人只能在外面等着。這比如某些內存區域，只能供給固定數目的線程使用。這時的解決方法，就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙，出來時再把鑰匙掛回原處。後到的人發現鑰匙架空了，就知道必須在門口排隊等着了。這種作法叫作」信號量」（Semaphore），用來保證多個線程不會互相沖突。不難看出，mutex是semaphore的一種特殊狀況（n=1時）。也就是說，徹底能夠用後者替代前者。可是，由於mutex較爲簡單，且效率高，因此在必須保證資源獨佔的狀況下，仍是採用這種設計。

　　這樣看來，線程是否是就不難以理解了，線程能夠說是進程的實體化，線程之間相互配合，完成進程分配下來的任務。

　　線程是CPU調度和分派的基本單位，它是比進程更小的能獨立運行的基本單位。線程本身基本上不擁有系統資源，只擁有一點在運行中必不可少的資源（如程序計數器、一組寄存器和棧），可是它可與同屬一個進程的其餘的線程共享進程所擁有的所有資源。

3.進程與線程之間的區別

除此以外，進程與線程之間的區別還有：

• 進程是由系統建立的，而且會爲它分配獨立地址空間，加載（複製）所須要的存在硬盤中的數

  據到內存，進程建立時候會建立一個主線程；

• 線程是進程建立的，直接可以使用進程的資源，而且同個進程中的線程共享進程的地址空間

  資源，所以建立進程會比建立線程要耗費資源；

• 進程和線程都可以獨立完成任務，進程完成的任務要比線程完成的任務複雜；

• 進程控制不了兄弟進程，只能控制子進程，同個進程中的線程能夠控制兄弟線程

 4.瀏覽器進程

• Browser進程：瀏覽器的主進程（負責協調、主控），只有一個
• 第三方插件進程：每種類型的插件對應一個進程，僅當使用該插件時才建立
• GPU進程：最多一個，用於3D繪製
• 瀏覽器渲染進程（內核）：默認每一個Tab頁面一個進程，互不影響，控制頁面渲染，腳本執行，事件處理等（有時候會優化，如多個空白tab會合併成一個進程）

　　在這幾個進程中，咱們主要了解瀏覽器渲染進程。它是對咱們前端操做來講最重要的一個進程，由於裏面包含了js引擎進程。這一章，咱們大概瞭解一下渲染進程中中的這幾個線程，對咱們下一章瞭解

js Event-Loop事件機制作個鋪墊。

　　瀏覽器渲染進程包含的幾個線程：

1. GUI渲染線程

   • 負責渲染瀏覽器界面，解析HTML，CSS，構建DOM樹和RenderObject樹，佈局和繪製等。
   • 當界面須要重繪（Repaint）或因爲某種操做引起迴流(reflow)時，該線程就會執行
   • 注意，GUI渲染線程與JS引擎線程是互斥的，當JS引擎執行時GUI線程會被掛起（至關於被凍結了），GUI更新會被保存在一個隊列中等到JS引擎空閒時當即被執行。

2. JS引擎線程

   • 也稱爲JS內核，負責處理Javascript腳本程序。（例如V8引擎）
   • JS引擎線程負責解析Javascript腳本，運行代碼。
   • JS引擎一直等待着任務隊列中任務的到來，而後加以處理，一個Tab頁（renderer進程）中不管何時都只有一個JS線程在運行JS程序
   • 一樣注意，GUI渲染線程與JS引擎線程是互斥的，因此若是JS執行的時間過長，這樣就會形成頁面的渲染不連貫，致使頁面渲染加載阻塞。

3. 事件觸發線程

   • 歸屬於瀏覽器而不是JS引擎，用來控制事件循環（能夠理解，JS引擎本身都忙不過來，須要瀏覽器另開線程協助）
   • 當JS引擎執行代碼塊如setTimeOut時（也可來自瀏覽器內核的其餘線程,如鼠標點擊、AJAX異步請求等），會將對應任務添加到事件線程中
   • 當對應的事件符合觸發條件被觸發時，該線程會把事件添加到待處理隊列的隊尾，等待JS引擎的處理

   • 注意，因爲JS的單線程關係，因此這些待處理隊列中的事件都得排隊等待JS引擎處理（當JS引擎空閒時纔會去執行）

4. 定時觸發器線程

   • 傳說中的setInterval與setTimeout所在線程
   • 瀏覽器定時計數器並非由JavaScript引擎計數的,（由於JavaScript引擎是單線程的, 若是處於阻塞線程狀態就會影響記計時的準確）
   • 所以經過單獨線程來計時並觸發定時（計時完畢後，添加到事件隊列中，等待JS引擎空閒後執行）
   • 注意，W3C在HTML標準中規定，規定要求setTimeout中低於4ms的時間間隔算爲4ms。

5. 異步http請求線程

   • 在XMLHttpRequest在鏈接後是經過瀏覽器新開一個線程請求
   • 將檢測到狀態變動時，若是設置有回調函數，異步線程就產生狀態變動事件，將這個回調再放入事件隊列中。再由JavaScript引擎執行。

　　　

　　在這裏，咱們其實能夠找到一個問題，爲什JavaScript是單線程而不是多線程語言，單線程同一個時間只能作一件事。若是JavaScript是多線程，不是能夠提升效率嗎。

　　其實，js單線程是被開發時就決定的，js一開始是做爲一門輔助語言存在的，它的主要做用就是與用戶互動，減小客戶端向服務器的請求次數，設想一下，若是有一個簡單的表單有效性驗證，用戶填完一個表單，點擊提交按鈕，客戶端向服務器發送請求，等待了 30 秒的處理後，看到的倒是一條告訴你忘記填寫密碼的提示，這樣不是大大的浪費了服務器性能，也下降了用戶體驗嗎。因此它存在的用途就決定了它只能是單線程，不然會帶來很複雜的同步問題。好比，假定JavaScript同時有兩個線程，一個線程在某個DOM節點上添加內容，另外一個線程刪除了這個節點，這時瀏覽器應該以哪一個線程爲準？

　　因此，爲了不復雜性，從一誕生，JavaScript就是單線程，這已經成了這門語言的核心特徵，未來也不會改變。

　　爲了利用多核CPU的計算能力，HTML5提出Web Worker標準，容許JavaScript腳本建立多個線程，可是子線程徹底受主線程控制，且不得操做DOM。因此，這個新標準並無改變JavaScript單線程的本質。