Event Loop

Study Notes about Event Loop (Meessage Loop) in Web development

事件循环 Event Loop (Message Loop)

事件循环，The Event Loop, 也被称为 Message Loop。事件循环实现大致原理:

while (queue.waitForMessage()) {
  queue.processNextMessage();
}

单线程是异步产生的原因，事件循环是异步的实现方式

浏览器主要有哪些进程和线程

浏览器进程

主要负责界面显示，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。
网络进程

负责加载网络资源。网络进程内部会有多个不同的线程来处理不同的网络任务。
渲染进程

渲染进程启动后，会开启一个渲染主线程，主线程负责执行 HTML, CSS, JS 代码。默认情况下，浏览器会为每一个标签页开启一个新的渲染进程，以保证不同的标签页之间不相互影响。

渲染主线程承担着极其重要的⼯作，⽆论如何都不能阻塞！

渲染主线程是如何工作的？

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
每秒把⻚⾯画 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

思考题：为什么渲染进程不用多个线程来处理这些事情？

渲染主线程通过队列来调度任务

如何理解 JS 的异步

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，就会导致主线程⻓期处于「阻塞」的状态，从⽽导致浏览器「卡死」

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。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，就其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得消耗时间，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，例如计时器，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。

任务有优先级吗

消息队列中的任务没有优先级，在消息队列中先进先出

但是消息队列有优先级

在目前的 Chrome 的实现中，至少包含了下面的队列:

微队列: 用户存放需要最快执行的任务，优先级「最高」
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」
延时队列：用于存放计时器到达后的回调任务，优先级「中」

添加任务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);

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 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，这种说法现在已经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。

JS 中的计时器能做到精确计时吗？为什么？

不行，因为

计算机硬件没有原子钟，无法做到精确计时
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
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
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，因此又带了偏差

练习题

Q1

function a() {
  console.log(1);
  Promise.resolve.then(function () {
    console.log(2);
  });
}
 
setTimeout(function () {
  console.log(3);
  Promise.resolve.then(a);
}, 0);
 
Promise.resolve.then(function () {
  console.log(4);
});
 
console.log(5);
// Output: 5 4 3 1 2

Q2

function a() {
  console.log(1);
  Promise.resolve.then(function () {
    console.log(2);
  });
}
 
setTimeout(function () {
  console.log(3);
}, 0);
 
Promise.resolve.then(a);
 
console.log(5);
// Output: 5 1 2 3