瀏覽器知識

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瀏覽器進程線程

區分線程和進程

**- 什麼是進程**

狹義定義:進程是正在運行的程序的實例(an instance of a computer program that is being executed)。

廣義定義:進程是一個具備必定獨立功能的程序關於某個數據集合的一次運行活動。它是操做系統動態執行的基本單元,在傳統的操做系統中,進程既是基本的分配單元,也是基本的執行單元。

**- 什麼是線程**

線程(英語:thread)是操做系統可以進行運算調度的最小單位。它被包含在進程之中,是進程中的實際運做單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流,一個進程中能夠併發多個線程,每條線程並行執行不一樣的任務。

在當代面向線程設計的計算機結構中,進程是線程的容器。html

一個進程有一個或多個線程,線程之間共同完成進程分配下來的任務。先看個形象的比喻:前端

- 進程是一個工廠,工廠有它的獨立資源

- 工廠之間相互獨立

- 線程是工廠中的工人,多個工人協做完成任務

- 工廠內有一個或多個工人

- 工人之間共享空間

再完善完善概念:ios

- 工廠的資源 -> 系統分配的內存(獨立的一塊內存)

- 工廠之間的相互獨立 -> 進程之間相互獨立

- 多個工人協做完成任務 -> 多個線程在進程中協做完成任務

- 工廠內有一個或多個工人 -> 一個進程由一個或多個線程組成

- 工人之間共享空間 -> 同一進程下的各個線程之間共享程序的內存空間(包括代碼段、數據集、堆等)

而後再鞏固下:es6

能夠打開任務管理器,能夠看到有一個後臺進程列表。這裏就是查看進程的地方,並且能夠看到每一個進程的內存資源信息以及cpu佔有率。web

進程是cpu資源分配的最小單位(是能擁有資源和獨立運行的最小單位),線程是cpu調度的最小單位(線程是創建在進程的基礎上的一次程序運行單位)。ajax

通常通用的說法:單線程與多線程,都是指在一個進程內的單和多。(因此核心仍是得屬於一個進程才行)canvas

瀏覽器是多線程的

理解了進程與線程了區別後,接下來對瀏覽器進行必定程度上的認識:(先看下簡化理解)segmentfault

  • 瀏覽器是多進程的
  • 瀏覽器之因此可以運行,是由於系統給它的進程分配了資源(cpu、內存)
  • 簡單點理解,每打開一個Tab頁,就至關於建立了一個獨立的瀏覽器進程。

圖中打開了Chrome瀏覽器的多個標籤頁,而後能夠在Chrome的任務管理器中看到有多個進程(分別是每個Tab頁面有一個獨立的進程,以及一個主進程)。api

注意:在這裏瀏覽器應該也有本身的優化機制,有時候打開多個tab頁後,能夠在Chrome任務管理器中看到,有些進程被合併了(譬如打開多個空白標籤頁後,會發現多個空白標籤頁被合併成了一個進程),因此每個Tab標籤對應一個進程並不必定是絕對的。

瀏覽器都包含哪些進程?

除了瀏覽器的標籤頁進程以外,瀏覽器還有一些其餘進程來輔助支撐標籤頁的進程,主要包含哪些進程:(爲了簡化理解,僅列舉主要進程)

  • Browser進程:瀏覽器的主進程(負責協調、主控),只有一個。做用有

    • 負責瀏覽器界面顯示,與用戶交互。如前進,後退等
    • 負責各個頁面的管理,建立和銷燬其餘進程
    • 將Renderer進程獲得的內存中的Bitmap,繪製到用戶界面上
    • 網絡資源的管理,下載等
  • 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繪製等
  • 瀏覽器渲染進程(瀏覽器內核)(Renderer進程,內部是多線程的):默認每一個Tab頁面一個進程,互不影響。主要做用爲

    • 頁面渲染,腳本執行,事件處理等

強化記憶:在瀏覽器中打開一個網頁至關於新起了一個進程(進程內有本身的多線程)

瀏覽器多進程的優點

相比於單進程瀏覽器,多進程有以下優勢:

  • 避免單個page crash影響整個瀏覽器
  • 避免第三方插件crash影響整個瀏覽器
  • 多進程充分利用多核優點
  • 方便使用沙盒模型隔離插件等進程,提升瀏覽器穩定性

    簡單點理解:若是瀏覽器是單進程,那麼某個Tab頁崩潰了,就影響了整個瀏覽器,體驗有多差;同理若是是單進程,插件崩潰了也會影響整個瀏覽器;

重點是瀏覽器內核(渲染進程)

瀏覽器內核,即咱們的渲染進程,有名Renderer進程,咱們頁面的渲染,js的執行,事件的循環都在這一進程內進行,也就是說,該進程下面擁有着多個線程,靠着這些現成共同完成渲染任務。

對於普通的前端操做來講,頁面的渲染,JS的執行,事件的循環,都在這個進程內進行。瀏覽器的渲染進程是多線程的。

渲染進程包含哪些主要的線程?

1.GUI渲染線程【圖形用戶界面(Graphical User Interface,簡稱 GUI,又稱圖形用戶接口)】

  • 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(事件循環 Event Loop)
  • 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,這也是「JavaScript定時器不許確」的緣由(可用requestAnimationFrame)】
  • 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。

瀏覽器內核

爲何JS引擎是單線程的?爲何須要異步? 單線程又是如何實現異步的呢? 查看【連接描述

Browser進程和瀏覽器內核(Renderer進程)的通訊過程

若是本身打開任務管理器,而後打開一個瀏覽器,就能夠看到:任務管理器中出現了兩個進程(一個是主控進程,一個則是打開Tab頁的渲染進程),
而後在這前提下,看下整個的過程:(簡化了不少)

  • Browser進程收到用戶請求,首先須要獲取頁面內容(譬如經過網絡下載資源),隨後將該任務經過RendererHost接口傳遞給Render進程
  • Renderer進程的Renderer接口收到消息,簡單解釋後,交給渲染線程,而後開始渲染

    • 渲染線程接收請求,加載網頁並渲染網頁,這其中可能須要Browser進程獲取資源和須要GPU進程來幫助渲染
    • 固然可能會有JS線程操做DOM(這樣可能會形成迴流並重繪)
    • 最後Render進程將結果傳遞給Browser進程
  • Browser進程接收到結果並將結果繪製出來

這裏繪一張簡單的圖:(很簡化)

爲何JS引擎是單線程的

JavaScript做爲一門客戶端的腳本語言,主要的任務是處理用戶的交互,而用戶的交互無非就是響應DOM的增刪改,使用事件隊列的形式,一次事件循環只處理一個事件響應,使得腳本執行相對連續。若是JS引擎被設計爲多線程的,那麼DOM之間必然會存在資源競爭,那麼語言的實現會變得很是臃腫,在客戶端跑起來,資源的消耗和性能將會是不太樂觀的,故設計爲單線程的形式,並附加一些其餘的線程來實現異步的形式,這樣運行成本相對於使用JS多線程來講下降了不少。

梳理瀏覽器內核中線程之間的關係

GUI渲染線程與JS引擎線程互斥

因爲JavaScript是可操縱DOM的,若是在修改這些元素屬性同時渲染界面(即JS線程和UI線程同時運行),那麼渲染線程先後得到的元素數據就可能不一致了。

所以爲了防止渲染出現不可預期的結果,瀏覽器設置GUI渲染線程與JS引擎爲互斥的關係,當JS引擎執行時GUI線程會被掛起,
GUI更新則會被保存在一個隊列中等到JS引擎線程空閒時當即被執行。

從上述的互斥關係,能夠推導出,JS若是執行時間過長就會阻塞頁面。

譬如,假設JS引擎正在進行巨量的計算,此時就算GUI有更新,也會被保存到隊列中,等待JS引擎空閒後執行。
而後,因爲巨量計算,因此JS引擎極可能好久好久後才能空閒,天然會感受到巨卡無比。

因此,要儘可能避免JS執行時間過長,這樣就會形成頁面的渲染不連貫,致使頁面渲染加載阻塞的感受。

css加載是否會阻塞dom樹渲染

這裏說的是頭部引入css的狀況
首先,咱們都知道:css是由單獨的下載線程異步下載的。
而後還有幾個現象:

  1. css加載不會阻塞DOM樹解析(異步加載時dom照常構建)
  2. 但會阻塞render樹渲染(渲染時須要等css加載完畢,由於render樹須要css信息)

這可能也是瀏覽器的一種優化機制
由於你加載css的時候,可能會修改下面DOM節點的樣式,若是css加載不阻塞render樹渲染的話,那麼當css加載完以後,render樹可能又得從新重繪或者回流了,這就形成了一些沒有必要的損耗
因此乾脆把DOM樹的結構先解析完,把能夠作的工做作完,而後等css加載完以後,在根據最終的樣式來渲染render樹,這種作法確實對性能好一點。

JS引擎線程與事件觸發線程、定時觸發器線程、異步HTTP請求線程

事件觸發線程、定時觸發器線程、異步HTTP請求線程三個線程有一個共同點,那就是使用回調函數的形式,當知足了特定的條件,這些回調函數會被執行。這些回調函數被瀏覽器內核理解成事件,在瀏覽器內核中擁有一個事件隊列,這三個線程當知足了內部特定的條件,會將這些回調函數添加到事件隊列中,等待JS引擎空閒執行。例如異步HTTP請求線程,線程若是檢測到請求的狀態變動,若是設置有回調函數,回調函數會被添加事件隊列中,等待JS引擎空閒了執行。
可是,JS引擎對事件隊列(宏任務)與JS引擎內的任務(微任務)執行存在着前後循序,當每執行完一個事件隊列的時間,JS引擎會檢測內部是否有未執行的任務,若是有,將會優先執行(微任務)。

WebWorker

由於JS引擎是單線程的,當JS執行時間過長會頁面阻塞,那麼JS就真的對CPU密集型計算無能爲力麼?

因此,後來HTML5中支持了 Web Worker

來自MDN的官方解釋

Web Workers 使得一個Web應用程序能夠在與主執行線程分離的後臺線程中運行一個腳本操做。這樣作的好處是能夠在一個單獨的線程中執行費時的處理任務,從而容許主(一般是UI)線程運行而不被阻塞/放慢。

這樣理解下:

建立Worker時,JS引擎向瀏覽器申請開一個子線程(子線程是瀏覽器開的,徹底受主線程控制,並且不能操做DOM
JS引擎線程與worker線程間經過特定的方式通訊(postMessage API,須要經過序列化對象來與線程交互特定的數據)

因此,若是有很是耗時的工做,請單獨開一個Worker線程,這樣裏面無論如何翻天覆地都不會影響JS引擎主線程,只待計算出結果後,將結果通訊給主線程便可,perfect!

並且注意下,JS引擎是單線程的,這一點的本質仍然未改變,Worker能夠理解是瀏覽器給JS引擎開的外掛,專門用來解決那些大量計算問題。

注意點:

  • WebWorker能夠想瀏覽器申請一個子線程,該子線程服務於主線程,徹底受主線程控制。
  • JS引擎線程與worker線程間經過特定的方式通訊(postMessage API,須要經過序列化對象來與線程交互特定的數據)

因此,若是須要進行一些高耗時的計算時,能夠單獨開啓一個WebWorker線程,這樣無論這個WebWorker子線程怎麼密集計算、怎麼阻塞,都不會影響JS引擎主線程,只須要等計算結束,將結果經過postMessage傳輸給主線程就能夠了。

另外,還有個東西叫 SharedWorker,與WebWorker在概念上所不一樣。

  • WebWorker 只屬於某一個頁面,不會和其餘標籤頁的Renderer進程共享,WebWorker是屬於Renderer進程建立的進程。因此ChromeRender進程中(每個Tab頁就是一個render進程)建立一個新的線程來運行Worker中的JavaScript程序。
  • SharedWorker 是由瀏覽器單首創建的進程來運行的JS程序,它被全部的Renderer進程所共享,在瀏覽器中,最多隻能存在一個SharedWorker進程。

SharedWorker由進程管理,WebWorker是某一個Renderer進程下的線程。

看到這裏,應該就很容易明白了,本質上就是進程和線程的區別。SharedWorker由獨立的進程管理,WebWorker只是屬於render進程下的一個線程

瀏覽器的渲染流程

每一個瀏覽器內核的渲染流程不同,下面咱們主要以webkit爲主。
首先是渲染的前奏:

  1. 瀏覽器輸入url,瀏覽器主進程接管,開了一個下載線程
  2. 而後進行HTTP請求(DNS查詢、IP尋址等等),等待響應,開始下載響應報文。
  3. 將下載完的內容轉交給Renderer進程管理
  4. 開始渲染...

在說渲染以前,須要理解一些概念:

  • DOM Tree: 瀏覽器將HTML解析成樹形的數據結構。
  • CSS Rule Tree:瀏覽器將CSS解析成樹形的數據結構。
  • Render Tree:DOM樹和CSS規則樹合併後生產Render樹。
  • layout:有了Render Tree,瀏覽器已經能知道網頁中有哪些節點、各個節點的CSS定義以及他們的從屬關係,從而去計算出每一個節點在屏幕中的位置。
  • painting: 按照算出來的規則,經過顯卡,把內容畫到屏幕上。
  • reflow(迴流):當瀏覽器發現某個部分發生了點變化影響了佈局,須要倒回去從新渲染,內行稱這個回退的過程叫 reflow。reflow 會從 <html> 這個 root frame 開始遞歸往下,依次計算全部的結點幾何尺寸和位置。reflow 幾乎是沒法避免的。如今界面上流行的一些效果,好比樹狀目錄的摺疊、展開(實質上是元素的顯 示與隱藏)等,都將引發瀏覽器的 reflow。鼠標滑過、點擊……只要這些行爲引發了頁面上某些元素的佔位面積、定位方式、邊距等屬性的變化,都會引發它內部、周圍甚至整個頁面的從新渲 染。一般咱們都沒法預估瀏覽器到底會 reflow 哪一部分的代碼,它們都彼此相互影響着。
  • repaint(重繪):改變某個元素的背景色、文字顏色、邊框顏色等等不影響它周圍或內部佈局的屬性時,屏幕的一部分要重畫,可是元素的幾何尺寸沒有變。

注意:display:none的節點不會被加入Render Tree,而visibility: hidden則會,因此display:none會觸發reflowvisibility: hidden會觸發repaint

瀏覽器內核拿到響應報文以後,渲染大概分爲如下步驟

  1. 解析html生產DOM樹。
  2. 解析CSS規則。
  3. 根據DOM Tree和CSS Tree生成Render Tree。
  4. 根據Render樹進行layout,負責各個元素節點的尺寸、位置計算。
  5. 繪製Render樹(painting),繪製頁面像素信息。
  6. 瀏覽器會將各層的信息發送給GPU,GPU會將各層合成(composite),顯示在屏幕上。

詳細步驟略去,大概步驟以下,渲染完畢後JS引擎開始執行load事件,繪製流程見下圖。

由圖中能夠看出,css在加載過程當中不會影響到DOM樹的生成,可是會影響到Render樹的生成,進而影響到layout,因此通常來講,style的link標籤須要儘可能放在head裏面,由於在解析DOM樹的時候是自上而下的,而css樣式又是經過異步加載的,這樣的話,解析DOM樹下的body節點和加載css樣式能儘量的並行,加快Render樹的生成的速度,固然,若是css是經過js動態添加進來的,會引發頁面的重繪或從新佈局。
從有html標準以來到目前爲止(2017年5月),標準一直是規定style元素不該出如今body元素中。

前面提到了load事件,那麼與DOMContentLoaded事件有什麼分別。

  • 當 DOMContentLoaded 事件觸發時,僅當DOM加載完成,不包括樣式表,圖片。 (譬如若是有async加載的腳本就不必定完成)
  • 當 onLoad 事件觸發時,頁面上全部的DOM,樣式表,腳本,圖片都已經加載完成了。 (渲染完畢了)

順序是:DOMContentLoaded -> load

普通圖層和複合圖層

渲染步驟就提到了composite概念;瀏覽器渲染的圖層通常包含兩大類:普通圖層以及複合圖層。

  1. 普通文檔流內能夠理解爲一個複合圖層(這裏默認複合層,裏面無論添加多少元素,其實都是在同個複合圖層中)
  2. absolute佈局(fixed也同樣),雖然能夠脫離文檔流,但它仍然屬於默認複合層
  3. 能夠經過硬件加速的方式,聲明一個新的複合圖層,它會單獨分配資源(固然也會脫離普通文檔流,這樣一來,無論這個複合圖層中怎麼變化,也不會影響默認複合層裏的迴流重繪)

能夠簡單理解下:GPU中,各個複合圖層是單獨繪製的,因此互不影響,這也是爲何某些場景硬件加速效果一級棒

如何變成複合圖層(硬件加速)

將元素變成一個複合圖層,就是傳說中的硬件加速技術

  • 最經常使用的方式:translate3d,translatez
  • opacity屬性/過渡動畫(須要動畫執行的過程當中纔會建立合成層,動畫沒有開始或結束後元素還會回到以前的狀態)
  • will-chang屬性(這個比較偏僻),通常配合opacitytranslate使用(並且經測試,除了上述能夠引起硬件加速的屬性外,其它屬性並不會變成複合層),做用是提早告訴瀏覽器要變化,這樣瀏覽器會開始作一些優化工做(這個最好用完後就釋放)
  • <video><iframe><canvas><webgl>等元素
  • 其它,譬如之前的flash插件

absolute和硬件加速的區別

能夠看到,absolute雖然能夠脫離普通文檔流,可是沒法脫離默認複合層。

因此,就算absolute中信息改變時不會改變普通文檔流中render樹,可是,瀏覽器最終繪製時,是整個複合層繪製的,因此absolute中信息的改變,仍然會影響整個複合層的繪製。(瀏覽器會重繪它,若是複合層中內容多,absolute帶來的繪製信息變化過大,資源消耗是很是嚴重的)

而硬件加速直接就是在另外一個複合層了(另起爐竈),因此它的信息改變不會影響默認複合層(固然了,內部確定會影響屬於本身的複合層),僅僅是引起最後的合成(輸出視圖)

複合圖層的做用

通常一個元素開啓硬件加速後會變成複合圖層,能夠獨立於普通文檔流中,改動後能夠避免整個頁面重繪,提高性能。
可是儘可能不要大量使用複合圖層,不然因爲資源消耗過分,頁面反而會變的更卡。

硬件加速時請使用index

使用硬件加速時,儘量的使用index,防止瀏覽器默認給後續的元素建立複合層渲染
具體的原理是:
webkit CSS3中,若是這個元素添加了硬件加速,而且index層級比較低,那麼在這個元素的後面其它元素(層級比這個元素高的,或者相同的,而且relectiveabsolute屬性相同的),會默認變爲複合層渲染,若是處理不當會極大的影響性能

簡單點理解,能夠認爲是一個隱式合成的概念:若是a是一個複合層,並且b在a上面,那麼b也會被隱式轉爲一個複合圖層,這點須要特別注意

從Event Loop談JS的運行機制

到此時,已是屬於瀏覽器頁面初次渲染完畢後的事情,JS引擎的一些運行機制分析。主要是結合Event Loop來談JS代碼是如何執行的。
咱們已經知道了JS引擎是單線程的,知道了JS引擎線程,事件觸發線程,定時觸發器線程。
而後還須要知道:

  • JS分爲同步任務和異步任務
  • 同步任務都在主線程上執行,造成一個執行棧
  • 主線程以外,事件觸發線程管理着一個任務隊列,只要異步任務有了運行結果,就在任務隊列之中放置一個事件
  • 一旦執行棧中的全部同步任務執行完畢(此時JS引擎空閒),系統就會讀取任務隊列,將可運行的異步任務添加到可執行棧,開始執行。

看到這裏,應該就能夠理解了:爲何有時候setTimeOut推入的事件不能準時執行?由於可能在它推入到事件列表時,主線程還不空閒,正在執行其它代碼,因此就必須等待,天然有偏差。

主線程在運行時會產生執行棧,棧中的代碼調用某些api時,它們會在事件隊列中添加各類事件(當知足觸發條件後,如ajax請求完畢)。而當棧中的代碼執行完畢,就會去讀取事件隊列中的事件,去執行那些回調,如此循環。

定時器

上面事件循環機制的核心是:JS引擎線程和事件觸發線程

調用setTimeout後,是由定時器線程控制等到特定時間後添加到事件隊列的,由於JS引擎是單線程的,若是處於阻塞線程狀態就會影響計時準確,所以頗有必要另開一個線程用來計時。

當使用setTimoutsetInterval時,須要定時器線程計時,計時完成後就會將特定的事件推入事件隊列中。

如:

setTimeout(()=>console.log('hello!),1000)
//等1000毫秒計時完畢後(由定時器線程計時),將回調函數推入事件隊列中,等待主線程執行

setTimeout(()=>{
    console.log('hello')
},0)
console.log('begin')

這段代碼的效果是最快的時間內將回調函數推入事件隊列中,等待主線程執行。

注意:

  1. 執行結果是:先begin,後hello
  2. 雖然代碼的本意是0毫秒就推入事件隊列,可是W3CHTML標準中規定,規定要求setTimeout中低於4ms的時間間隔算爲4ms
  3. 就算不等待4ms,就算假設0毫秒就推入事件隊列,也會先執行begin(由於只能可執行棧內空了後纔會主動讀取事件隊列)

setInterval

setTimeout模擬按期計時和直接用setInterval是有區別的:

  • 每次setTimeout計時到後就會去執行,而後執行一段時間後纔會繼續setTimeout,中間就多了偏差
  • setInterval則是每次都精確的隔一段時間推入一個事件(可是,事件的實際執行時間不必定就準確,還有多是這個事件還沒執行完畢,下一個事件就來了)

並且setInterval有一些比較致命的問題:

  • 累積效應,若是setInterval代碼在setInterval再次添加到隊列以前尚未完成執行,就會致使定時器代碼連續運行好幾回,而之間沒有間隔,就算正常間隔執行,多個setInterval的代碼執行時間可能會比預期小(由於代碼執行須要必定時間)
  • 好比你ioswebview,或者safari等瀏覽器中都有一人特色,在滾動的時候是不執行JS的,若是使用了setInterval,會發如今滾動結束後會執行屢次因爲滾動不執行JS積攢回調,若是回調執行時間過長,就會很是容易形成卡頓問題和一些不可知的錯誤(setInterval自帶的優化,若是當前事件隊列中有setInterval的回調,不會重複添加回調)
  • 並且把瀏覽器最小化顯示等操做時,setInterval並非不執行程序,它會把setInterval的回調函數放在隊列中,等瀏覽器窗口再次打開時,一瞬間所有執行

因此,至於這麼問題,通常認爲的最佳方案是:用setTimeout模擬setInterval或者特殊場合直接用requestAnimationFrame

Promise時代的microtaskmacrotask

es6盛行的如今,能夠看下這題:

console.log('script start');

setTimeout(()=>{
    console.log('setTimeout')
},0);

Promise.resolve()
.then(()=>console.log('promise1'))
.then(()=>console.log('promise2'))

console.log('script end')

//執行結果:
script start
script end
promise1
promise2
setTimeout

由於promise有一個新的概念microtask.或者能夠說JS中分爲兩種任務:macrotaskmicrotask;
理解以下:

  • macrotask(又叫宏任務),主代碼塊,setTimeout,setInterval等(能夠看到,事件隊列中的每個事件都是一個macrotask
  • 能夠理解是每次執行的代碼就是一個宏任務(包括每次從事件隊列中獲取一個事件回調並放到執行棧中執行)
  • 第一個macrotask會從頭至尾將這個任務執行完畢,不會執行其它
  • 瀏覽器爲了可以使得JS內部macrotaskDOM任務可以有序的執行,會在一個macrotask執行結束後,在下一個macrotask執行開始前,對頁面進行從新渲染(task->渲染->task->...)
  • microtask(又叫微任務),Promise,process.nextTick等。
  • 能夠理解是在當前macrotask執行結束後當即執行的任務
  • 也就是說在當前macrotask任務後,下一個macrotask以前,在渲染以前
  • 因此它的響應速度相比setTimeout(setTimeoutmacrotask)會更快由於無需等待渲染
  • 也就是說,在某一個macrotask執行完成後,就會將在它執行期間產生的全部microtask都執行完畢(在渲染前)

注意:在Node環境下,process.nextTick的優先級高於promise.也就是:在宏任務結束後會先執行微任務隊列中的nextTick部分,而後纔會執行微任務中的promise部分。

另外,setImmediate則是規定:在下一次Event Loop(宏任務)時觸發(因此它是屬於優先級較高的宏任務),(Node.js文檔中稱,setImmediate指定的回調函數,老是排在setTimeout前面),因此setImmediate若是嵌套的話,是須要通過多個Loop才能完成的,而不會像process.nextTick同樣沒完沒了。

能夠理解:

  • macrotask中的事件都是放在一個事件隊列中的,而這個隊列由事件觸發線程維護.
  • microtask中的全部微任務都是添加到微任務隊列中,等待當前macrotask執行完後執行,而這個隊列由JS引擎線程維護。

因此:

  • 執行一個宏任務(棧中沒有就從事件隊列中獲取)
  • 執行過程當中若是遇到微任務,就將它添加到微任務的任務隊列中
  • 宏任務執行完畢後,當即執行當前微任務隊列中的全部微任務(依次執行)
  • 當前宏任務執行完畢,開始檢查渲染,而後GUI線程接管渲染
  • 渲染完畢後,JS線程繼續接管,開始下一個宏任務(從事件隊列中獲取)

new Promise裏的函數是直接執行的算作主程序裏,並且.then後面的纔會放到微任務中。

另外,請注意下Promise的polyfill與官方版本的區別:

官方版本中,是標準的microtask形式
polyfill,通常都是經過setTimeout模擬的,因此是macrotask形式
請特別注意這兩點區別

注意,有一些瀏覽器執行結果不同(由於它們可能把microtask當成macrotask來執行了),可是爲了簡單,這裏不描述一些不標準的瀏覽器下的場景(但記住,有些瀏覽器可能並不標準)

Mutation Observer能夠用來實現microtask(它屬於microtask,優先級小於Promise,通常是Promise不支持時纔會這樣作)

它是HTML5中的新特性,做用是:監聽一個DOM變更,當DOM對象樹發生任何變更時,Mutation Observer會獲得通知

像之前的Vue源碼中就是利用它來模擬nextTick的,具體原理是,建立一個TextNode並監聽內容變化,而後要nextTick的時候去改一下這個節點的文本內容,以下:(Vue的源碼,未修改)

var counter=1
var observer=newMutationObserver(nextTickHandler)
var textNode=document.createTextNode(String(counter))
observer.observe(textNode,{characterData:true})
timerFunc=()=>{
    counter=(counter+1)%2
    textNode.data=String(counter)
}

不過,如今的Vue(2.5+)nextTick實現移除了Mutation Observer的方式(聽說是兼容性緣由),取而代之的是使用MessageChannel(固然,默認狀況仍然是Promise,不支持才兼容的)。

MessageChannel屬於宏任務,優先級是:setImmediate->MessageChannel->setTimeout,因此Vue(2.5+)內部的nextTick2.4及以前的實現是不同的,須要注意下。

參考文檔

瀏覽器渲染機制

Js基礎知識(四) - js運行原理與機制

前端中的進程、線程、事件系統

JS是單線程,你瞭解其運行機制嗎?

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