知识订正：浏览器工作原理与事件循环

  现代浏览器的复杂程度如同操作系统，只有日益完善的机制才能应对现今越来越复杂的网页交互。笔者前文曾述JS单线程引起的思考，如今看来错漏百出，知识内容早已过时。基于现在的知识积累，如今再发一文作为勘误，希望能加深印象，有所收货。
  如同上文的“JS单线程”，笔者之前所学还是片面的知识，JS的单线程在哪个进程之内，交互操作，代码执行浏览器线程更侧重谁都是一知半解。现在重新系统学习了一遍知识后，有了新的理解。
  首先从浏览器的工作原理来一步步解释原因。

一.浏览器的进程模型

1.进程与线程：

  程序运⾏需要有它⾃⼰专属的内存空间，可以把这块内存空间简单的理解为进程。每个应⽤⾄少有⼀个进程，进程之间相互独⽴，即使要通信，也需要双⽅同意。⼀个进程⾄少有⼀个线程，所以在进程开启后会⾃动创建⼀个线程来运⾏代码，该线程称之为主线程。如果程序需要同时执⾏多块代码，主线程就会启动更多的线程来执⾏代码，所以⼀个进程中可以包含多个线程。为了避免相互影响，为了减少连环崩溃的⼏率，当启动浏览器后，它会⾃动启动多个进程。
  其中，最主要的进程有：

1. 浏览器进程
   主要负责界⾯显示（非网页页面显示，如标签页样子，前进后退刷新按钮，导航栏等）、⽤户交互（如点击按钮，滚动滚动条等）、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。
2. ⽹络进程
   负责加载⽹络资源。⽹络进程内部会启动多个线程来处理不同的⽹络任务。

3. 渲染进程（重点）
   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，浏览器会为每个标签⻚开启⼀个新的渲染进程，以保证不同的标签⻚之间不相互影响。

   2.渲染主进程

     渲染主线程需要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
    * 执⾏计时器的回调函数
    * .....

  渲染主线程需要处理诸如此类如此多的任务，为了确保稳定的运行，就需要一种机制来做任务调度，因此，消息队列/事件队列应运而生。

  在最开始的时候，渲染主线程会进入一个无限循环。
  每一次循环会检查消息队列中是否有任务存在。如果有，就取出第一个任务执行，执行完一个后进入下一次循环；如果没有，则进入休眠状态。
  其他所有线程（包括其他进程的线程）可以随时向消息队列添加任务。新任务会加到消息队列的末尾。在添加新任务时，如果主线程是休眠状态，则会将其唤醒以继续循环拿取任务。这样一来，就可以让每个任务有条不紊的、持续的进行下去了。
  整个过程，被称之为事件循环 event loop（消息循环 message loop ）。

  在实际的代码运行中，主要会遇到三种异步操作，如：

• 计时完成后需要执行的任务 —— setTimeout、setInterval（计时线程）
• 网络通信完成后需要执行的任务 – XHR、Fetch（网络线程）
• 用户操作后需要执行的任务 – addEventListener（交互线程）

  这时，浏览器通过 异步 方式来解决上述三种方式可能导致的阻塞问题。 如下图所示：

  当存在 setTimeout 时，将其代码放入“计时线程”内开始计时，渲染主线程继续运行同步代码，若渲染主线程没有任务时，则从消息队列（事件队列）内拿取任务来运行，而计时结束后，其回调函数会放入消息队列（事件队列）尾端，等待主线程拿取。
注：当遇到同步延时操作时，浏览器无法像异步操作那样调用其他线程防止阻塞，只能等待渲染主线程运行完代码后继续执行下一步操作，这段时间会造成阻塞导致页面卡死。

• 一道面试问答题：

如何理解 JS 的异步？

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。

而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，就极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的消耗时间，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，比如计时器、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。

  上述异步操作会产生任务，任务是没有优先级的，在消息队列（事件队列）中先进先出。但是消息队列有优先级。

• 每个任务都有⼀个任务类型，同⼀个类型的任务必须在⼀个队列，不同类型的任务可以分属于不同的队列。在⼀次事件循环中，浏览器可以根据实际情况从不同的队列中取出任务执⾏。
• 浏览器必须准备好⼀个微队列，微队列中的任务优先所有其他任务执⾏。

  在⽬前 chrome 的实现中，⾄少包含了下⾯的队列：

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

注：添加任务到微队列的主要⽅式主要是使⽤ Promise、MutationObserver。

  因此，没有宏（任务）队列，已经没有宏（任务）概念。做了更清晰的划分。当上述代码产生的任务会被放入对应的队列内被渲染主线程按优先级高低依次取出，直至队列内没有任务，且渲染主线程也没有任务为止，渲染主线程会进入休眠主题，添加新任务时，渲染主线程会被唤醒继续循环拿取任务来执行。

• 几道面试题：

1.常见的输出题

function a() {
  //fn1
  console.log(1);
  Promise.resolve().then(() => {
      // fn2
    console.log(2);
  });
}
setTimeout(() => {
  // fn3
  console.log(3);
  Promise.resolve().then(a);
}, 0);
Promise.resolve().then(() => {
  // fn4
  console.log(4);
});

console.log(5);

// 执行结果输出： 5 4 3 1 2

2.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，这种说法⽬前已⽆法满⾜复杂的
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，由浏览器⾃⾏决定取哪⼀个队列的任务。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。

3.JS 中的计时器能做到精确计时吗？为什么？

答：不⾏，因为：
1. 计算机硬件没有原⼦钟，⽆法做到精确计时。
2. 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。
3. 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。
4. 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
⼜带来了偏差。