从浏览器多进程到JS单线程,JS运行机制最全面的一次梳理
前言
来源:https://dailc.github.io/2018/01/21/js_singlethread_eventloop.html
见解有限,如有描述不当之处,请帮忙及时指出,如有错误,会及时修正。
———-超长文+多图预警,需要花费不少时间。———-
如果看完本文后,还对进程线程傻傻分不清,不清楚浏览器多进程、浏览器内核多线程、JS单线程、JS运行机制的区别。那么请回复我,一定是我写的还不够清晰,我来改。。。
———-正文开始———-
最近发现有不少介绍JS单线程运行机制的文章,但是发现很多都仅仅是介绍某一部分的知识,而且各个地方的说法还不统一,容易造成困惑。 因此准备梳理这块知识点,结合已有的认知,基于网上的大量参考资料, 从浏览器多进程到JS单线程,将JS引擎的运行机制系统的梳理一遍。
展现形式:由于是属于系统梳理型,就没有由浅入深了,而是从头到尾的梳理知识体系, 重点是将关键节点的知识点串联起来,而不是仅仅剖析某一部分知识。
内容是:从浏览器进程,再到浏览器内核运行,再到JS引擎单线程,再到JS事件循环机制,从头到尾系统的梳理一遍,摆脱碎片化,形成一个知识体系
目标是:看完这篇文章后,对浏览器多进程,JS单线程,JS事件循环机制这些都能有一定理解, 有一个知识体系骨架,而不是似懂非懂的感觉。
另外,本文适合有一定经验的前端人员,新手请规避,避免受到过多的概念冲击。可以先存起来,有了一定理解后再看,也可以分成多批次观看,避免过度疲劳。
大纲
区分进程和线程
浏览器是多进程的
浏览器都包含哪些进程?
浏览器多进程的优势
重点是浏览器内核(渲染进程)
Browser进程和浏览器内核(Renderer进程)的通信过程
梳理浏览器内核中线程之间的关系
GUI渲染线程与JS引擎线程互斥
JS阻塞页面加载
WebWorker,JS的多线程?
WebWorker与SharedWorker
简单梳理下浏览器渲染流程
load事件与DOMContentLoaded事件的先后
css加载是否会阻塞dom树渲染?
普通图层和复合图层
从Event Loop谈JS的运行机制
事件循环机制进一步补充
单独说说定时器
setTimeout而不是setInterval
事件循环进阶:macrotask与microtask
写在最后的话
区分进程和线程
线程和进程区分不清,是很多新手都会犯的错误,没有关系。这很正常。先看看下面这个形象的比喻:
- 进程是一个工厂,工厂有它的独立资源
- 工厂之间相互独立
- 线程是工厂中的工人,多个工人协作完成任务
- 工厂内有一个或多个工人
- 工人之间共享空间
再完善完善概念:
- 工厂的资源 -> 系统分配的内存(独立的一块内存)
- 工厂之间的相互独立 -> 进程之间相互独立
- 多个工人协作完成任务 -> 多个线程在进程中协作完成任务
- 工厂内有一个或多个工人 -> 一个进程由一个或多个线程组成
- 工人之间共享空间 -> 同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)
然后再巩固下:
如果是windows电脑中,可以打开任务管理器,可以看到有一个后台进程列表。对,那里就是查看进程的地方,而且可以看到每个进程的内存资源信息以及cpu占有率。
所以,应该更容易理解了:进程是cpu资源分配的最小单位(系统会给它分配内存)
最后,再用较为官方的术语描述一遍:
进程是cpu资源分配的最小单位(是能拥有资源和独立运行的最小单位)
线程是cpu调度的最小单位(线程是建立在进程的基础上的一次程序运行单位,一个进程中可以有多个线程)
tips
不同进程之间也可以通信,不过代价较大
现在,一般通用的叫法:单线程与多线程,都是指在一个进程内的单和多。(所以核心还是得属于一个进程才行)
浏览器是多进程的
理解了进程与线程了区别后,接下来对浏览器进行一定程度上的认识:(先看下简化理解)
浏览器是多进程的
浏览器之所以能够运行,是因为系统给它的进程分配了资源(cpu、内存)
简单点理解,每打开一个Tab页,就相当于创建了一个独立的浏览器进程。
关于以上几点的验证,请再第一张图:
图中打开了Chrome
浏览器的多个标签页,然后可以在Chrome的任务管理器
中看到有多个进程(分别是每一个Tab页面有一个独立的进程,以及一个主进程)。 感兴趣的可以自行尝试下,如果再多打开一个Tab页,进程正常会+1以上(不过,某些版本的ie却是单进程的)
注意:在这里浏览器应该也有自己的优化机制,有时候打开多个tab页后,可以在Chrome任务管理器中看到,有些进程被合并了 (所以每一个Tab标签对应一个进程并不一定是绝对的)
浏览器都包含哪些进程?
知道了浏览器是多进程后,再来看看它到底包含哪些进程:(为了简化理解,仅列举主要进程)
Browser进程:浏览器的主进程(负责协调、主控),只有一个。作用有
负责浏览器界面显示,与用户交互。如前进,后退等
负责各个页面的管理,创建和销毁其他进程
将Renderer进程得到的内存中的Bitmap,绘制到用户界面上
网络资源的管理,下载等
第三方插件进程:每种类型的插件对应一个进程,仅当使用该插件时才创建
GPU进程:最多一个,用于3D绘制等
浏览器渲染进程(浏览器内核)(Renderer进程,内部是多线程的):默认每个Tab页面一个进程,互不影响。主要作用为
- 页面渲染,脚本执行,事件处理等
强化记忆:在浏览器中打开一个网页相当于新起了一个进程(进程内有自己的多线程)
当然,浏览器有时会将多个进程合并(譬如打开多个空白标签页后,会发现多个空白标签页被合并成了一个进程),如图
另外,可以通过Chrome的更多工具 -> 任务管理器
自行验证
浏览器多进程的优势
相比于单进程浏览器,多进程有如下优点:
避免单个page crash影响整个浏览器
避免第三方插件crash影响整个浏览器
多进程充分利用多核优势
方便使用沙盒模型隔离插件等进程,提高浏览器稳定性
简单点理解:如果浏览器是单进程,那么某个Tab页崩溃了,就影响了整个浏览器,体验有多差;同理如果是单进程,插件崩溃了也会影响整个浏览器;而且多进程还有其它的诸多优势。。。
当然,内存等资源消耗也会更大,有点空间换时间的意思。
重点是浏览器内核(渲染进程)
重点来了,我们可以看到,上面提到了这么多的进程,那么,对于普通的前端操作来说,最终要的是什么呢?答案是渲染进程
可以这样理解,页面的渲染,JS的执行,事件的循环,都在这个进程内进行。接下来重点分析这个进程
请牢记,浏览器的渲染进程是多线程的(这点如果不理解,请回头看进程和线程的区分)
终于到了线程这个概念了
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