[TOC]css
**- 什么是进程** 狭义定义:进程是正在运行的程序的实例(an instance of a computer program that is being executed)。 广义定义:进程是一个具备必定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。它是操做系统动态执行的基本单元,在传统的操做系统中,进程既是基本的分配单元,也是基本的执行单元。 **- 什么是线程** 线程(英语:thread)是操做系统可以进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运做单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中能够并发多个线程,每条线程并行执行不一样的任务。
在当代面向线程设计的计算机结构中,进程是线程的容器。html
一个进程有一个或多个线程,线程之间共同完成进程分配下来的任务。先看个形象的比喻:前端
- 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,多个工人协做完成任务 - 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:ios
- 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 - 多个工人协做完成任务 -> 多个线程在进程中协做完成任务 - 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)
而后再巩固下:es6
能够打开任务管理器,能够看到有一个后台进程列表。这里就是查看进程的地方,并且能够看到每一个进程的内存资源信息以及cpu占有率。web
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(线程是创建在进程的基础上的一次程序运行单位)。ajax
通常通用的说法:单线程与多线程,都是指在一个进程内的单和多。(因此核心仍是得属于一个进程才行)canvas
理解了进程与线程了区别后,接下来对浏览器进行必定程度上的认识:(先看下简化理解)segmentfault
图中打开了Chrome浏览器的多个标签页,而后能够在Chrome的任务管理器中看到有多个进程(分别是每个Tab页面有一个独立的进程,以及一个主进程)。api
注意:在这里浏览器应该也有本身的优化机制,有时候打开多个tab页后,能够在Chrome任务管理器中看到,有些进程被合并了(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),因此每个Tab标签对应一个进程并不必定是绝对的。
除了浏览器的标签页进程以外,浏览器还有一些其余进程来辅助支撑标签页的进程,主要包含哪些进程:(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。做用有
浏览器渲染进程(浏览器内核)(Renderer进程,内部是多线程的):默认每一个Tab页面一个进程,互不影响。主要做用为
强化记忆:在浏览器中打开一个网页至关于新起了一个进程(进程内有本身的多线程)
相比于单进程浏览器,多进程有以下优势:
简单点理解:若是浏览器是单进程,那么某个Tab页崩溃了,就影响了整个浏览器,体验有多差;同理若是是单进程,插件崩溃了也会影响整个浏览器;
浏览器内核,即咱们的渲染进程,有名Renderer进程,咱们页面的渲染,js的执行,事件的循环都在这一进程内进行,也就是说,该进程下面拥有着多个线程,靠着这些现成共同完成渲染任务。
对于普通的前端操做来讲,页面的渲染,JS的执行,事件的循环,都在这个进程内进行。浏览器的渲染进程是多线程的。
1.GUI渲染线程【图形用户界面(Graphical User Interface,简称 GUI,又称图形用户接口)】
2.JS引擎线程
3.事件触发线程
4.定时触发器线程
5.异步http请求线程
为何JS引擎是单线程的?为何须要异步? 单线程又是如何实现异步的呢? 查看【连接描述】
若是本身打开任务管理器,而后打开一个浏览器,就能够看到:任务管理器中出现了两个进程(一个是主控进程,一个则是打开Tab页的渲染进程),
而后在这前提下,看下整个的过程:(简化了不少)
Renderer进程的Renderer接口收到消息,简单解释后,交给渲染线程,而后开始渲染
这里绘一张简单的图:(很简化)
JavaScript做为一门客户端的脚本语言,主要的任务是处理用户的交互,而用户的交互无非就是响应DOM的增删改,使用事件队列的形式,一次事件循环只处理一个事件响应,使得脚本执行相对连续。若是JS引擎被设计为多线程的,那么DOM之间必然会存在资源竞争,那么语言的实现会变得很是臃肿,在客户端跑起来,资源的消耗和性能将会是不太乐观的,故设计为单线程的形式,并附加一些其余的线程来实现异步的形式,这样运行成本相对于使用JS多线程来讲下降了不少。
因为JavaScript是可操纵DOM的,若是在修改这些元素属性同时渲染界面(即JS线程和UI线程同时运行),那么渲染线程先后得到的元素数据就可能不一致了。
所以为了防止渲染出现不可预期的结果,浏览器设置GUI渲染线程与JS引擎为互斥的关系,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引擎线程空闲时当即被执行。
从上述的互斥关系,能够推导出,JS若是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,也会被保存到队列中,等待JS引擎空闲后执行。
而后,因为巨量计算,因此JS引擎极可能好久好久后才能空闲,天然会感受到巨卡无比。
因此,要尽可能避免JS执行时间过长,这样就会形成页面的渲染不连贯,致使页面渲染加载阻塞的感受。
css加载是否会阻塞dom树渲染
这里说的是头部引入css
的状况
首先,咱们都知道:css
是由单独的下载线程异步下载的。
而后还有几个现象:
css
加载不会阻塞DOM
树解析(异步加载时dom
照常构建)render
树渲染(渲染时须要等css
加载完毕,由于render
树须要css
信息)这可能也是浏览器的一种优化机制
由于你加载css
的时候,可能会修改下面DOM
节点的样式,若是css
加载不阻塞render
树渲染的话,那么当css
加载完以后,render
树可能又得从新重绘或者回流了,这就形成了一些没有必要的损耗
因此干脆把DOM
树的结构先解析完,把能够作的工做作完,而后等css
加载完以后,在根据最终的样式来渲染render
树,这种作法确实对性能好一点。
事件触发线程、定时触发器线程、异步HTTP请求线程三个线程有一个共同点,那就是使用回调函数的形式,当知足了特定的条件,这些回调函数会被执行。这些回调函数被浏览器内核理解成事件,在浏览器内核中拥有一个事件队列,这三个线程当知足了内部特定的条件,会将这些回调函数添加到事件队列中,等待JS引擎空闲执行。例如异步HTTP请求线程,线程若是检测到请求的状态变动,若是设置有回调函数,回调函数会被添加事件队列中,等待JS引擎空闲了执行。
可是,JS引擎对事件队列(宏任务)与JS引擎内的任务(微任务)执行存在着前后循序,当每执行完一个事件队列的时间,JS引擎会检测内部是否有未执行的任务,若是有,将会优先执行(微任务)。
由于JS引擎是单线程的,当JS执行时间过长会页面阻塞,那么JS就真的对CPU密集型计算无能为力么?
因此,后来HTML5中支持了 Web Worker。
来自MDN的官方解释
Web Workers 使得一个Web应用程序能够在与主执行线程分离的后台线程中运行一个脚本操做。这样作的好处是能够在一个单独的线程中执行费时的处理任务,从而容许主(一般是UI)线程运行而不被阻塞/放慢。
这样理解下:
建立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,彻底受主线程控制,并且不能操做DOM
)JS
引擎线程与worker
线程间经过特定的方式通讯(postMessage API
,须要经过序列化对象来与线程交互特定的数据)
因此,若是有很是耗时的工做,请单独开一个Worker
线程,这样里面无论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,将结果通讯给主线程便可,perfect!
并且注意下,JS
引擎是单线程的,这一点的本质仍然未改变,Worker
能够理解是浏览器给JS
引擎开的外挂,专门用来解决那些大量计算问题。
注意点:
因此,若是须要进行一些高耗时的计算时,能够单独开启一个WebWorker线程,这样无论这个WebWorker子线程怎么密集计算、怎么阻塞,都不会影响JS引擎主线程,只须要等计算结束,将结果经过postMessage传输给主线程就能够了。
另外,还有个东西叫 SharedWorker
,与WebWorker在概念上所不一样。
Chrome
在Render
进程中(每个Tab
页就是一个render
进程)建立一个新的线程来运行Worker
中的JavaScript
程序。SharedWorker由进程管理,WebWorker是某一个Renderer进程下的线程。
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
每一个浏览器内核的渲染流程不同,下面咱们主要以webkit
为主。
首先是渲染的前奏:
在说渲染以前,须要理解一些概念:
reflow
。reflow 会从 <html> 这个 root frame 开始递归往下,依次计算全部的结点几何尺寸和位置。reflow 几乎是没法避免的。如今界面上流行的一些效果,好比树状目录的折叠、展开(实质上是元素的显 示与隐藏)等,都将引发浏览器的 reflow。鼠标滑过、点击……只要这些行为引发了页面上某些元素的占位面积、定位方式、边距等属性的变化,都会引发它内部、周围甚至整个页面的从新渲 染。一般咱们都没法预估浏览器到底会 reflow 哪一部分的代码,它们都彼此相互影响着。注意:display:none
的节点不会被加入Render Tree,而visibility: hidden
则会,因此display:none
会触发reflow
,visibility: hidden
会触发repaint
。
浏览器内核拿到响应报文以后,渲染大概分为如下步骤
详细步骤略去,大概步骤以下,渲染完毕后JS引擎开始执行load
事件,绘制流程见下图。
由图中能够看出,css在加载过程当中不会影响到DOM树的生成,可是会影响到Render树的生成,进而影响到layout,因此通常来讲,style的link标签须要尽可能放在head里面,由于在解析DOM树的时候是自上而下的,而css样式又是经过异步加载的,这样的话,解析DOM树下的body节点和加载css样式能尽量的并行,加快Render树的生成的速度,固然,若是css是经过js动态添加进来的,会引发页面的重绘或从新布局。
从有html标准以来到目前为止(2017年5月),标准一直是规定style元素不该出如今body元素中。
前面提到了load
事件,那么与DOMContentLoaded
事件有什么分别。
顺序是:DOMContentLoaded -> load
渲染步骤就提到了composite
概念;浏览器渲染的图层通常包含两大类:普通图层以及复合图层。
absolute
布局(fixed
也同样),虽然能够脱离文档流,但它仍然属于默认复合层能够简单理解下:GPU
中,各个复合图层是单独绘制的,因此互不影响,这也是为何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
translate3d
,translatez
opacity
属性/过渡动画(须要动画执行的过程当中才会建立合成层,动画没有开始或结束后元素还会回到以前的状态)will-chang
属性(这个比较偏僻),通常配合opacity
与translate
使用(并且经测试,除了上述能够引起硬件加速的属性外,其它属性并不会变成复合层),做用是提早告诉浏览器要变化,这样浏览器会开始作一些优化工做(这个最好用完后就释放)<video><iframe><canvas><webgl>
等元素flash
插件absolute和硬件加速的区别
能够看到,absolute
虽然能够脱离普通文档流,可是没法脱离默认复合层。
因此,就算absolute
中信息改变时不会改变普通文档流中render
树,可是,浏览器最终绘制时,是整个复合层绘制的,因此absolute
中信息的改变,仍然会影响整个复合层的绘制。(浏览器会重绘它,若是复合层中内容多,absolute
带来的绘制信息变化过大,资源消耗是很是严重的)
而硬件加速直接就是在另外一个复合层了(另起炉灶),因此它的信息改变不会影响默认复合层(固然了,内部确定会影响属于本身的复合层),仅仅是引起最后的合成(输出视图)
复合图层的做用
通常一个元素开启硬件加速后会变成复合图层,能够独立于普通文档流中,改动后能够避免整个页面重绘,提高性能。
可是尽可能不要大量使用复合图层,不然因为资源消耗过分,页面反而会变的更卡。
硬件加速时请使用index
使用硬件加速时,尽量的使用index,防止浏览器默认给后续的元素建立复合层渲染
具体的原理是:webkit CSS3
中,若是这个元素添加了硬件加速,而且index
层级比较低,那么在这个元素的后面其它元素(层级比这个元素高的,或者相同的,而且relective
或absolute
属性相同的),会默认变为复合层渲染,若是处理不当会极大的影响性能
简单点理解,能够认为是一个隐式合成的概念:若是a是一个复合层,并且b在a上面,那么b也会被隐式转为一个复合图层,这点须要特别注意
到此时,已是属于浏览器页面初次渲染完毕后的事情,JS
引擎的一些运行机制分析。主要是结合Event Loop
来谈JS
代码是如何执行的。
咱们已经知道了JS
引擎是单线程的,知道了JS
引擎线程,事件触发线程,定时触发器线程。
而后还须要知道:
JS
分为同步任务和异步任务JS
引擎空闲),系统就会读取任务队列,将可运行的异步任务添加到可执行栈,开始执行。看到这里,应该就能够理解了:为何有时候setTimeOut
推入的事件不能准时执行?由于可能在它推入到事件列表时,主线程还不空闲,正在执行其它代码,因此就必须等待,天然有偏差。
主线程在运行时会产生执行栈,栈中的代码调用某些api
时,它们会在事件队列中添加各类事件(当知足触发条件后,如ajax
请求完毕)。而当栈中的代码执行完毕,就会去读取事件队列中的事件,去执行那些回调,如此循环。
上面事件循环机制的核心是:JS
引擎线程和事件触发线程
调用setTimeout
后,是由定时器线程控制等到特定时间后添加到事件队列的,由于JS
引擎是单线程的,若是处于阻塞线程状态就会影响计时准确,所以颇有必要另开一个线程用来计时。
当使用setTimout
或setInterval
时,须要定时器线程计时,计时完成后就会将特定的事件推入事件队列中。
如:
setTimeout(()=>console.log('hello!),1000) //等1000毫秒计时完毕后(由定时器线程计时),将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行 setTimeout(()=>{ console.log('hello') },0) console.log('begin')
这段代码的效果是最快的时间内将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行。
注意:
begin
,后hello
0
毫秒就推入事件队列,可是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
4ms
,就算假设0
毫秒就推入事件队列,也会先执行begin
(由于只能可执行栈内空了后才会主动读取事件队列)setInterval
用setTimeout
模拟按期计时和直接用setInterval
是有区别的:
setTimeout
计时到后就会去执行,而后执行一段时间后才会继续setTimeout
,中间就多了偏差setInterval
则是每次都精确的隔一段时间推入一个事件(可是,事件的实际执行时间不必定就准确,还有多是这个事件还没执行完毕,下一个事件就来了)并且setInterval
有一些比较致命的问题:
setInterval
代码在setInterval
再次添加到队列以前尚未完成执行,就会致使定时器代码连续运行好几回,而之间没有间隔,就算正常间隔执行,多个setInterval
的代码执行时间可能会比预期小(由于代码执行须要必定时间)ios
的webview
,或者safari
等浏览器中都有一人特色,在滚动的时候是不执行JS
的,若是使用了setInterval
,会发如今滚动结束后会执行屡次因为滚动不执行JS
积攒回调,若是回调执行时间过长,就会很是容易形成卡顿问题和一些不可知的错误(setInterval
自带的优化,若是当前事件队列中有setInterval
的回调,不会重复添加回调)setInterval
并非不执行程序,它会把setInterval
的回调函数放在队列中,等浏览器窗口再次打开时,一瞬间所有执行因此,至于这么问题,通常认为的最佳方案是:用setTimeout
模拟setInterval
或者特殊场合直接用requestAnimationFrame
Promise
时代的microtask
与macrotask
在es6
盛行的如今,能够看下这题:
console.log('script start'); setTimeout(()=>{ console.log('setTimeout') },0); Promise.resolve() .then(()=>console.log('promise1')) .then(()=>console.log('promise2')) console.log('script end') //执行结果: script start script end promise1 promise2 setTimeout
由于promise
有一个新的概念microtask
.或者能够说JS
中分为两种任务:macrotask
和microtask
;
理解以下:
macrotask
(又叫宏任务),主代码块,setTimeout
,setInterval
等(能够看到,事件队列中的每个事件都是一个macrotask
)macrotask
会从头至尾将这个任务执行完毕,不会执行其它JS
内部macrotask
与DOM
任务可以有序的执行,会在一个macrotask
执行结束后,在下一个macrotask
执行开始前,对页面进行从新渲染(task
->渲染->task
->...)microtask
(又叫微任务),Promise
,process.nextTick
等。macrotask
执行结束后当即执行的任务macrotask
任务后,下一个macrotask
以前,在渲染以前setTimeout
(setTimeout
是macrotask
)会更快由于无需等待渲染macrotask
执行完成后,就会将在它执行期间产生的全部microtask
都执行完毕(在渲染前)注意:在Node
环境下,process.nextTick
的优先级高于promise
.也就是:在宏任务结束后会先执行微任务队列中的nextTick
部分,而后才会执行微任务中的promise
部分。
另外,setImmediate
则是规定:在下一次Event Loop
(宏任务)时触发(因此它是属于优先级较高的宏任务),(Node.js
文档中称,setImmediate
指定的回调函数,老是排在setTimeout
前面),因此setImmediate
若是嵌套的话,是须要通过多个Loop
才能完成的,而不会像process.nextTick
同样没完没了。
能够理解:
macrotask
中的事件都是放在一个事件队列中的,而这个队列由事件触发线程维护.microtask
中的全部微任务都是添加到微任务队列中,等待当前macrotask
执行完后执行,而这个队列由JS
引擎线程维护。因此:
JS
线程继续接管,开始下一个宏任务(从事件队列中获取)new Promise里的函数是直接执行的算作主程序里,并且.then后面的才会放到微任务中。
另外,请注意下Promise的polyfill与官方版本的区别:
官方版本中,是标准的microtask
形式polyfill
,通常都是经过setTimeout
模拟的,因此是macrotask
形式
请特别注意这两点区别
注意,有一些浏览器执行结果不同(由于它们可能把microtask
当成macrotask
来执行了),可是为了简单,这里不描述一些不标准的浏览器下的场景(但记住,有些浏览器可能并不标准)
Mutation Observer
能够用来实现microtask
(它属于microtask
,优先级小于Promise
,通常是Promise
不支持时才会这样作)
它是HTML5
中的新特性,做用是:监听一个DOM
变更,当DOM
对象树发生任何变更时,Mutation Observer
会获得通知
像之前的Vue
源码中就是利用它来模拟nextTick
的,具体原理是,建立一个TextNode
并监听内容变化,而后要nextTick
的时候去改一下这个节点的文本内容,以下:(Vue
的源码,未修改)
var counter=1 var observer=newMutationObserver(nextTickHandler) var textNode=document.createTextNode(String(counter)) observer.observe(textNode,{characterData:true}) timerFunc=()=>{ counter=(counter+1)%2 textNode.data=String(counter) }
不过,如今的Vue(2.5+)
的nextTick
实现移除了Mutation Observer
的方式(听说是兼容性缘由),取而代之的是使用MessageChannel
(固然,默认状况仍然是Promise
,不支持才兼容的)。
MessageChannel
属于宏任务,优先级是:setImmediate->MessageChannel->setTimeout
,因此Vue(2.5+)
内部的nextTick
与2.4
及以前的实现是不同的,须要注意下。