从进程，线程去了解浏览器内部的流程原理

真正落实到把每一个点讲清楚！！！觉得不错可以赞赏一下哦！

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本文章的特点，通俗易懂，比什么浏览器原理的某些文章更加从小白的点，一步步带入理解，从一个点慢慢扩散到体系闭环。讲到的点，词，都是有关联的哦，注意一下哦！

1. 我们都知道JS是单线程的，那么什么是进程，线程呢？

CPU是计算机的核心，它承担了所有的计算任务，就像是一座工厂，时刻在运行。假定工厂的电力是有限的，一次只能供给一个车间使用。也就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。

那么进程就好比工厂的车间，它代表CPU所能处理的单个任务。（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；字面意思就是进行中的程序，将它理解为一个可以独立运行且拥有自己的资源空间的任务程序，进程包括运行中的程序和程序所使用到的内存和系统资源）进程之间相互独立，任一时刻，CPU总是运行一个进程，其他进程处于非运行状态。

但进程相对于来说就是一个应用软件启动或者打开一个浏览器tab标签，运行多个进程，比如你打开编辑器敲代码的同时可以打开听歌软件。

也就是说CPU可以有很多进程，我们的电脑每打开一个软件就会产生一个或多个进程，为什么电脑运行的软件多就会卡，是因为CPU给每个进程分配资源空间，但是一个CPU一共就那么多资源，分出去越多，越卡，每个进程之间是相互独立的，CPU在运行一个进程时，其他的进行处于非运行状态，是CPU使用时间片轮转进度算法 来实现同时运行多个进程。

拿Chrome来说，我们每打开一个Tab页就会产生一个进程，我们使用Chrome打开很多标签页不关，电脑会越来越卡，不说其他，首先就很耗CPU

线程好比一个车间里，可以有一个工人，或者可以有很多工人，共享车间所有的资源，他们协同完成一个任务。即线程好比车间里的工人，一个进程可以包括一个线程或者多个线程，多个线程共享进程资源(包括代码段、数据集、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号)。（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，通俗来说，线程就是程序中的一个执行流，一个进程可以有多个线程）

一个进程中只有一个执行流称为单线程，即程序执行时，所走的程序路径按照连续顺序排下来，前面的必须处理好，后面的才会执行。

一个进程中有多个执行流称为多线程，即在一个程序中可以同时运行多个不同的程序来执行不同的任务，也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

单线程与多线程，都是指在一个进程内的单和多。不同进程之间也可以通信，不过代价很大。- 调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多

我们常常接触浏览器，而浏览器就是多进程的，每一个tab页面，就是一个独立的进程。对于计算机来说，每一个应用程序都是一个进程，而每一个应用程序都会分别有很多的功能模块，这些功能模块实际上是通过子进程来实现的。

对于这种子进程的扩展方式，我们可以称为这个应用程序是多进程的。对于浏览器来说，浏览器就是多进程的，在Chrome浏览器中打开了多个tab页面，然后打开windows控制管理器，我们可以看到一个Chrome浏览器启动了好多个进程。那么你需要了解浏览器有哪些主要的进程呢？

2. 那么浏览器包含了哪些进程呢？

一般是不是很难记住呢，不急，接下来我慢慢讲，不用死记的其实，好比你知道1+1=2，通过阅读下面的内容就正常的知道了呢？

浏览器主要的进程，从浏览器是多进程讲打开浏览器启动了哪些进程：

i: 主进程（Browser进程，该进程只有一个），打开后的主进程（主要的嘛）：浏览器的主进程负责协调，控制其他子进程 tab（负责各个页面的管理，创建和销毁其他进程）；浏览器界面显示，用户交互，前进，后退，收藏；将渲染(Renderer)进程得到的内存中的Bitmap(位图)，绘制到用户界面上；处理一些不可见的操作，比如网络资源的管理（网络请求），下载，文件访问等。

ii: 第三方插件进程：就是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

iii: GPU进程：该进程也只有一个，用于3D绘制等等

iiiI: 渲染进程，即通常所说的浏览器内核(Renderer进程，内部是多线程)：负责页面渲染，脚本执行，事件处理等；每个Tab页面都有一个渲染进程，互不影响。浏览器内核（渲染进程），对于渲染进程来说，它当然也是多线程的了

记住：主进程，第三方插件进程，GPU进程，渲染进程等，这些后面会构成一个体系联系到的。那么我们常说的渲染进程，需要了解哪些线程呢，让你了解如何在浏览器显示页面打下基础。

3. 渲染进程包含哪些线程？

上面讲到渲染进程，那么渲染进程里有哪些线程在服务，运行程序呢？

i: GUI渲染线程：负责渲染页面，布局和绘制；页面需要重绘和回流时，该线程就会执行；与js引擎线程互斥，防止渲染结果不可预期。

详细描述下：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；解析HTML代码（HTML代码本质是字符串）转化为浏览器认识的节点，生成DOM树，也就是DOM Tree；解析CSS，生成CSSOM（CSS规则树）；把DOM Tree和CSSOM结合，生成Rendering Tree（渲染树）；当我们修改了一些元素的颜色或者背景色，页面就会重绘（Repaint）；当我们修改元素的尺寸，页面就会回流（Reflow)；当页面需要Repainting和Reflow时，GUI线程执行，绘制页面；回流（Reflow）比重绘（Repaint）的成本要高，我们要尽量避免Reflow和Repaint；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（想当于被冻结了），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。

ii: JS引擎线程：负责处理解析和执行JavaScript脚本程序；只有一个JS引擎线程（单线程）；与GUI渲染线程互斥，防止渲染结果不可预期。

详细描述下：JS引擎线程就是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，允许代码；JS引擎一直等待任务队列中任务的到来，然后加以处理；浏览器同时只能有一个JS引擎线程在运行JS程序，所以JS是单线程运行的；一个Tab页面（renderer进程）中无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序；GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的，JS引擎线程会阻塞GUI渲染线程，就是我们常遇到的JS执行时间过长，造成页面的渲染不连贯，导致页面渲染加载阻塞（就是加载慢）。

例如浏览器渲染的时候遇到 script 标签，就会停止GUI的渲染，然后JS引擎线程开始工作，执行里面的JS代码，等JS执行完毕，JS引擎线程停止工作，GUI继续渲染下面的内容。所以如果JS执行时间太长就会造成页面卡顿的情况。

iii: 事件触发线程：用来控制事件循环（鼠标点击，setTimeout，ajax等）；当事件满足触发条件时，将事件放入到JS引擎所在的执行队列中

详细描述下：属于浏览器而不是JS引擎，用来控制事件循环，并且管理着一个事件队列（task queue）；当JS执行碰到事件绑定和一些异步操作（如setTimeout，也可来自浏览器内核的其他线程，如鼠标点击，AJAX异步请求等），会走事件触发线程将对应的事件添加到对应的线程中（比如定时器操作，便把定时器事件添加到定时器线程），等异步事件有了结果，便把他们的回调操作添加到事件队列，等待JS引擎线程空闲时来处理。

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。因为JS是单线程，所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理。

iiii: 定时触发器线程：setTnterval与setTimeout所在的线程；定时任务并不是由JS引擎计时的，是由定时触发线程来计时的，计时完毕后，通知事件触发线程。

详细描述下：setInterval与setTimeout所在线程，浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数得（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数器的准确）；通过单独线程来计时并触发定时（计时完毕后，添加到事件触发线程的事件队列中，等待JS引擎空闲后执行），这个线程就是定时触发器线程，也叫定时器线程

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

iiiii: 异步http请求线程：浏览器有一个单独的线程用于处理AJAX请求，即用于异步http请求，当请求完成时，若有回调函数，通知事件触发线程。

详细描述下：在XMLHttpRequest连接后是通过浏览器新开一个线程请求，在检测到状态变更时，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。

简单地说，就是当执行到一个http异步请求时，就把异步请求事件添加到异步http请求线程，等收到响应（准确来说应该是http状态变化），再把回调函数添加到事件队列，等待JS引擎线程来执行。

我画个图如下：

看完图后，我再次详细描述一下啊，首先要知道，JS分为同步任务和异步任务，由图去讲解一下事件循环呢？

4. 事件循环(Event Loop)初探，深入了解一下？

那么同步任务都在主线程（这里的主线程就是JS引擎线程）上执行，会形成一个执行栈，主线程之外，事件触发线程管理着一个任务队列，只要异步任务有了运行结果，就在任务队列之中放入一个事件回调。

一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕（也就是JS引擎线程空闲了），系统就会读取任务队列，将可运行的异步任务（任务队列中的事件回调，只要任务队列中有事件回调，就说明可以执行）添加到执行栈中，开始执行。

浏览器上的所有线程的工作都很单一且独立，非常符合单一原则

之前说过线程，那么结合说下你会更加清楚明白，定时触发线程，它只管理定时器且只关注定时不关心结果，定时结束后就把回调扔给事件触发线程。异步http请求线程只管理http请求同样不关心结果，请求结束把回调扔给事件触发线程。事件触发线程只关心异步回调进入事件队列，而我们JS引擎线程只会执行执行栈中的事件，执行栈中的代码执行完毕，就会读取事件队列中的事件并添加到执行栈中继续执行，这样反反复复就是我们所说的事件循环（Event Loop）

说到事件循环，就要说说其中的宏任务（macrotask）& 微任务（microtask），我讲解完这个估计，异步出的题，不再难事了哦

5. 那么什么时宏任务和微任务呢？

宏任务（macrotask）在ECMAScript中，macrotask 也被称为 task。

我们可以将每次执行栈执行的代码当作是一个宏任务（包括每次从事件队列中获取一个事件回调并放到执行栈中执行），每一个宏任务会从头到尾执行完毕，不会执行其他。

由上面我们可以知道，由于JS引擎线程和GUI渲染线程是互斥的关系，浏览器为了能够使宏任务和DOM任务有序进行，会在一个宏任务执行结果后，在下一个宏任务执行前，GUI渲染线程开始工作，对页面进行渲染。

宏任务 -> GUI渲染 -> 宏任务 -> ...

常见的宏任务: 主代码块 script ；setTimeout；setInterval；setImmediate() - Node ；requestAnimationFrame() - 浏览器

微任务（microtask）

ES6新引入的Promise标准，同时浏览器实现上多了一个microtask微任务概念，在ECMAScript中，microtask也被称为jobs。我们已经知道宏任务结束后，会执行渲染，然后执行下一个宏任务，而微任务可以理解成在当前宏任务执行后立即执行的任务。

当一个宏任务执行完，会在渲染前，将执行期间所产生的所有微任务都执行完

宏任务 -> 微任务 -> GUI渲染 -> 宏任务 -> ...

常见的微任务：Promise，process.nextTick() - Node ；Promise.then() ；catch ；finally；Object.observe；MutationObserver

先答疑：学到这里，很多问题可以问，如为什么JavaScript是单线程的呢？为什么GUI渲染线程与JS引擎线程互斥呢？

6. 答疑？

为什么JavaScript是单线程的？

JavaScript是单线程是历史原因，在创建JavaScript这门语言时，多进程多线程的架构并不流行，硬件支持并不好；因为多线程的复杂性，多线程操作需要加锁，编码的复杂性会增高；如果同时操作DOM，在多线程不加锁的情况下，最终会导致DOM渲染的结果不可预期。

JS的单线程，与它的用途有关。作为浏览器的脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操作DOM。这决定了它只能是单线程，否则带来很多复杂的同步问题。

JS还有Worker线程，为了利用多核CPU的计算能力，HTML5提出Web Worker标准，允许JavaScript脚本创建多个线程，但是子线程是完全受主线程控制的，而且不得操作DOM，所以，这个标准并没有改变JavaScript是单线程的本质。

为什么GUI渲染线程与JS引擎线程互斥呢？

JS是可以操作DOM的，如果同时修改元素属性并同时渲染界面（即JS线程和UI线程同时运行），那么渲染线程前后获得的元素就可能不一致了。为了防止渲染出现不可预期的结果，浏览器设定GUI渲染线程和JS引擎线程为互斥关系，当JS引擎线程执行时GUI渲染线程会被挂起，GUI更新则被保存在一个队列中等待JS引擎线程空闲时立即被执行。

setTimeout/setInterval和XHR/fetch代码，这些代码执行时，本身是同步任务，而其中的回调函数才是异步任务。

当代码执行到setTimeout/setInterval时，实际上是JS引擎线程通知定时触发线程，间隔一个时间后，会触发一个回调事件，而定时触发器线程在接收到这个消息后，会在等待的时间后，将回调事件放入到由事件触发线程所管理的事件队列中。

当代码执行到XHR/fetch时，实际上是JS引擎线程通知异步http请求线程，发送一个网络请求，并指定请求完成后的回调事件，而异步http请求线程在接收到这个消息后，会在请求成功后，将回调事件放入到由事件触发线程所管理的事件队列中。

从进程、线程的角度来解释单线程的JS为什么拥有异步的能力，JS是单线程的，JS是通过事件队列(Event Loop)的方式来实现异步回调的。上面也说过，但还是要记住：JS引擎线程和GUI渲染线程是互斥的关系，浏览器为了能够使宏任务和DOM任务有序的进行，会在一个宏任务执行结果后，在下一个宏任务执行前，GUI渲染线程开始工作，对页面进行渲染。

总结：

执行一个宏任务（栈中没有就从事件队列中获取），执行过程中如果遇到微任务，就将它添加到微任务队列中，宏任务执行完毕后，立即执行当前微任务队列中的所有微任务（依次执行），当前宏任务执行完毕，微任务执行完毕，开始检查渲染，然后GUI线程接管渲染完毕后，JS线程继续接管，开始下一个宏任务。

做题：

页面的背景色直接变成黑色，没有经过蓝色的阶段，是因为，我们在宏任务中将背景设置为蓝色，但在进行渲染前执行了微任务， 在微任务中将背景变成了黑色，然后才执行的渲染。

那么浏览器为什么是多进程呢？

我们假设浏览器是单进程，那么某个Tab页崩溃了，就影响了整个浏览器，体验有多差；同理如果插件崩溃了也会影响整个浏览器

浏览器进程有很多，每个进程又有很多线程，都会占用内存这也意味着内存等资源消耗会很大，有点拿空间换时间的意思，简述渲染进程Renderer，页面的渲染，JS的执行，事件的循环，都在渲染进程内执行，所以我们要重点了解渲染进程。（渲染进程是多线程的）

7. 浏览器执行事件循环过程是如何的呢？

浏览器会先执行一个宏任务，紧接着执行当前执行栈产生的微任务，再进行渲染，然后再执行下一个宏任务。

微任务和宏任务不在一个任务队列，例如setTimeout是一个宏任务，它的事件回调在宏任务队列；Promise.then()是一个微任务，它的事件回调在微任务队列，二者并不是一个任务队列。

以Chrome为例，有关渲染的都是在渲染进程中执行，渲染进程中的任务（DOM树构建，JS解析...等等）需要主线程执行的任务都会在主线程中执行，而浏览器维护了一套事件循环机制。

主线程上的任务都会放到消息队列中执行，主线程会循环消息队列，并从头部取出任务进行执行，如果执行过程中产生其他任务需要主线程执行的，渲染进程中的其他线程会把该任务塞入到消息队列的尾部，消息队列中的任务都是宏任务。

微任务是如何产生的呢？当执行到 script 脚本的时候，JS引擎会为全局创建一个执行上下文，在该执行上下文中维护了一个微任务队列，当遇到微任务，就会把微任务回调放在事件触发线程队管理的事件队列中（微队列），当所有的JS代码执行完毕，在退出全局上下文之前引擎会去检测该队列，有回调就执行，没有就退出执行上下文。

注：有的同学认为微任务要早于宏任务，但想一下，一开始进入是不是 script 的宏任务呢？

8. 微任务练习题：关于Promise

可以理解为，await 以前的代码，相当于与 new Promise 的同步代码，await 以后的代码相当于 Promise.then 的异步。

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