线程与进程

进程和线程的概念可以这样理解：

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

工厂有多个工人，就相当于一个进程可以有多个线程，而且线程共享进程的空间。

浏览器多进程.png

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，系统会给它分配内存）
线程是cpu调试的最小单位（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。核心还是属于一个进程。）

浏览器是多进程的

浏览器多进程2.png

浏览器是多进程的，每打开一个tab页，就相当于创建了一个独立的浏览器进程。

浏览器包含的进程：

Browser进程：浏览器的主进程（负责协调，主控），只有一个，作用有：
- 负责浏览器的界面显示，与用户交互，如前进，后退等
- 负责各个页面的管理，创建和销毁其它进程
- 将Rendered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
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）（Render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

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）

浏览器多进程的优势

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

简单理解就是：如果浏览器是单进程的，某个Tab页崩溃了，就影响了整个浏览器，体验就会很差。同理如果是单进程的，插件崩溃了也会影响整个浏览器;
当然，内存等资源消耗也会更大，像空间换时间一样。

重点是浏览器内核（渲染进程）

对于普通的前端操作来说，最重要的渲染进程：页面的渲染，js的执行，事件的循环等都在这个进程内执行;

浏览器是多进程的，浏览器的渲染进程是多线程的；

`GUI`渲染线程

负责渲染浏览器界面，解析HTML,CSS,构建DOM树和RenderObject树，布局和绘制等。
当界面需要重绘或由于某种操作引发回流时，该线程就会执行。
注意，GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的，当JS引擎执行时GUI线程会被挂起（相当于冻结了）,GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行。

`JS`引擎线程

也称为JS内核，负责处理JavaScript脚本程序。（例如V8引擎）。
JS引擎线程负责解析JavaScript脚本，运行代码。
JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理，一个Tab页（render进程）中无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序。
同样注意，GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的，所以如果JS执行的时间过长，这样就会造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞。

事件触发线程

归属于浏览器而不是JS引擎，用来控制事件循环（可以理解成JS引擎自己都忙不过来，需要浏览器另开线程协助）。
当JS引擎执行代码块如setTimeout时（也可来自浏览器内核的其它线程，如鼠标点击，AJAX异步请求等），会将对应任务添加到事件线程中。
当对应的事件符合触发条件被触发时，该线程会把事件添加到待处理队列的队尾，等待JS引擎的处理。
注意，由于JS的单线程关系，所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理（当JS引擎空闲时才会去执行）。

定时触发器线程

传说中的setTimeout和setInterval所在的线程
浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的，（因为JavaScript引擎是单线程的，如果处于阻塞线程状态就会影响计时的准确）
因此通过单独线程来计时并触发定时（计时完毕后，添加到事件队列中，等待JS引擎空闲后执行）
注意，W3C在HTML标准中规定，规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。

异步`http`请求线程

在XMLHttpRequest在连接后是通过浏览器新型一个线程请求
将检测到状态变更时，如果设置有回调函数，异步线程就产生状态变更事件，将这个回调再放入事件队列中，再由JavaScript引擎执行

总结下来，渲染进程如下：

异步任务1.png

Browser主进程和浏览器内核（渲染进程）的通信过程

打开一个浏览器，可以看到：任务管理器出现了2个进程（一个主进程，一个是打开Tab页的渲染进程）；

Browser主进程收到用户请求，首先需要获取页面内容（如通过网络下载资源）,随后将该任务通过RendererHost接口传递给Render渲染进程
Render渲染进程的Renderer接口收到消息，简单解释后，交给渲染线程GUI，然后开始渲染
GUI渲染线程接收请求，加载网页并渲染网页，这其中可能需要Browser主进程获取资源和需要GPU进程来帮助渲染
当然可能会有JS线程操作DOM（这可能会造成回流并重绘）
最后Render渲染进程将结果传递给Browser主进程
Browser主进程接收到结果并将结果绘制出来

浏览器进程之间的关系.png

浏览器内核（渲染进程）中线程之间的关系

GUI渲染线程与JS引擎线程互斥

由于JavaScript是可操作DOM的，如果在修改这些元素属性同时渲染界面（即JS线程和GUI线程同时运行），那么渲染线程前后获得的元素数据就可能不一致了。

因此，为了防止渲染出现不可预期的结果，浏览器就设置了互斥的关系，当JS引擎执行时GUI线程会被挂起。GUI更新则会被保存在一个队列中等到JS引擎线程空闲时立即被执行。

JS阻塞页面加载

从上述的互斥关系，可以推导出，JS如果执行时间过长就会阻塞页面。

譬如，假设JS引擎正在进行巨量的计算，此时就算GUI有更新，也会被保存在队列中，要等到JS引擎空闲后执行。然后由于巨量计算，所以JS引擎可能很久很久才能空闲，肯定就会感觉很卡。

所以，要尽量避免JS执行时间过长，这样就会造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞的感觉。

css加载是否会阻塞dom树渲染

这里说的是头部引入css的情况
首先，我们都知道：css是由单独的下载线程异步下载的。
然后还有几个现象：

css加载不会阻塞DOM树解析（异步加载时dom照常构建）
但会阻塞render树渲染（渲染时需要等css加载完毕，因为render树需要css信息）

这可能也是浏览器的一种优化机制
因为你加载css的时候，可能会修改下面DOM节点的样式，如果css加载不阻塞render树渲染的话，那么当css加载完之后，render树可能又得重新重绘或者回流了，这就造成了一些没有必要的损耗
所以干脆把DOM树的结构先解析完，把可以做的工作做完，然后等css加载完之后，在根据最终的样式来渲染render树，这种做法确实对性能好一点。

WebWorker,JS的多线程？

前文中有提到JS引擎是单线程的，而且JS执行时间过长会阻塞页面，那么JS就真的对cpu密集型计算无能为力么？

所以，后来HTML5中支持了WebWorker。

这样理解下：

创建Worker时，JS引擎向浏览器申请开一个子线程（子线程是浏览器开的，完全受主线程控制，而且不能操作DOM）
JS引擎线程与worker线程间通过特定的方式通信（postMessage API，需要通过序列化对象来与线程交互特定的数据）

所以，如果有非常耗时的工作，请单独开一个Worker线程，这样里面不管如何翻天覆地都不会影响JS引擎主线程，只待计算出结果后，将结果通信给主线程即可，perfect!

而且注意下，JS引擎是单线程的，这一点的本质仍然未改变，Worker可以理解是浏览器给JS引擎开的外挂，专门用来解决那些大量计算问题。

WebWorker与SharedWorker

既然都到了这里，就再提一下SharedWorker（避免后续将这两个概念搞混）

WebWorker只属于某个页面，不会和其他页面的Render进程（浏览器内核进程）共享
所以Chrome在Render进程中（每一个Tab页就是一个render进程）创建一个新的线程来运行Worker中的JavaScript程序。

SharedWorker是浏览器所有页面共享的，不能采用与Worker同样的方式实现，因为它不隶属于某个Render进程，可以为多个Render进程共享使用
所以Chrome浏览器为SharedWorker单独创建一个进程来运行JavaScript程序，在浏览器中每个相同的JavaScript只存在一个SharedWorker进程，不管它被创建多少次。

看到这里，应该就很容易明白了，本质上就是进程和线程的区别。SharedWorker由独立的进程管理，WebWorker只是属于render进程下的一个线程

总结浏览器渲染流程

浏览器输入url，浏览器主进程接管，开一个下载线程，然后进行http请求（略去DNS查询，IP寻址等等操作），然后等待响应，获取内容，随后将内容通过RendererHost接口转交给Render进程--浏览器渲染流程开始

浏览器内核拿到内容后，渲染大概可以划分为：

解析html建立dom要
解析css构建render树（将css代码解析成树形的数据结构，然后结合dom合并成render树）
布局render树（Layout/reflow）,负责各元素尺寸，位置的计算
绘制render树（paint），绘制页面像素信息
浏览器会将各层的信息发送给GPU，GPU会将各层合成（composite）,显示在屏幕上

渲染完毕后就是load事件了，之后就是自己的JS逻辑处理了，略去了详细步骤。

load事件与DOMContentLoaded事件的先后

上面提到，渲染完毕后会触发load事件，那么你能分清楚load事件与DOMContentLoaded事件的先后么？

很简单，知道它们的定义就可以了：

当 DOMContentLoaded 事件触发时，仅当DOM加载完成，不包括样式表，图片。
(譬如如果有async加载的脚本就不一定完成)

当 onload 事件触发时，页面上所有的DOM，样式表，脚本，图片都已经加载完成了。（渲染完毕了）

所以，顺序是：DOMContentLoaded -> load

普通图层和复合图层

渲染步骤就提到了composite概念;浏览器渲染的图层一般包含两大类：普通图层以及复合图层。

普通文档流内可以理解为一个复合图层（这里默认复合层，里面不管添加多少元素，其实都是在同个复合图层中）
absolute布局（fixed也一样），虽然可以脱离文档流，但它仍然属于默认复合层
可以通过硬件加速的方式，声明一个新的复合图层，它会单独分配资源（当然也会脱离普通文档流，这样一来，不管这个复合图层中怎么变化，也不会影响默认复合层里的回流重绘）

可以简单理解下：GPU中，各个复合图层是单独绘制的，所以互不影响，这也是为什么某些场景硬件加速效果一级棒

如何变成复合图层（硬件加速）

将元素变成一个复合图层，就是传说中的硬件加速技术

最常用的方式：translate3d,translatez
opacity属性/过渡动画（需要动画执行的过程中才会创建合成层，动画没有开始或结束后元素还会回到之前的状态）
will-chang属性（这个比较偏僻），一般配合opacity与translate使用（而且经测试，除了上述可以引发硬件加速的属性外，其它属性并不会变成复合层），作用是提前告诉浏览器要变化，这样浏览器会开始做一些优化工作（这个最好用完后就释放）

浏览器相关原理