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来源很多,总之我只是到处偷而已

浏览器

以下问题参见事件循环

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。

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。

如果使用同步方式,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。一方面,繁忙的主线程白白消耗时间,另一方面,页面无法及时更新,出现卡死现象,降低用户体验。

所以浏览器采用异步的方式避免阻塞,具体体现在,当某些任务发生时,比如计时器、网络、事件监听,主线程会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。


阐述一下JS的事件循环

事件循环Event Loop又叫做消息循环(Chrome将其命名为Message Loop),是浏览器渲染主线程的工作方式。

Chrome的源码会为此开启一个无限循环,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未尾即可。

以前会把消息队列简单分为宏队列和微队列,但这种规划现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标准,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。


JS计时器能做到精准计时吗?为什么?

不能,因为:

  1. 计算机硬件里没有原子钟(已知最准确的时间测量工具),无法做到真正精确的计时
  2. 操作系统的计时函数本就有少许偏差,因为JS计时器最终调用的是操作系统的函数,所以也会携带这点偏差
  3. 根据W3C标准,浏览器实现计时器时,如果计时器嵌套层级超过5层,更深的计时器实际上会有至少4毫秒的计时,这在计时时间少于4毫秒时又会带来偏差
  4. 受事件循环的影响,计时器的回调函数只能在渲染主线程空闲时运行,这又带来了偏差

以下问题参见页面的渲染

浏览器是如何渲染页面的?

当浏览器的网络线程收到HTML文档后,会产生一个渲染任务,并将其传递给染主线程的消息队列。

在事件循环机制的作用下,渲染主线程取出消息队列中的渲染任务,开启渲染流程。

整个渲染流程分为多个阶段,分别是:HTML解析、样式计算、布局、分层、绘制、分块、光栅化、画。

每个阶段都有明确的输入输出,上一个阶段的输出会成为下一个阶段的输入,这样,整个渲染流程就形成了一套组织严密的生产流水线。

  1. 第一步:解析HTML

    解析过程中,遇到CSS则解析CSS,遇到JS则执行JS。

    为了提高解析效率,浏览器在开始解析前,会启动一个预解析线程,率先下载HTML中的外部CSS文件和外部JS文件。

    • 如果主线程解析到<link>(遇到CSS)
      • 即使外部的CSS文件尚未下载解析好,主程不会等待,而是继续解析后续的HTML。
      • 下载和解析CSS的工作都是在预解析线程中进行的,这就是CSS不会阻塞HTML解析的根本原因
    • 如果主线程解析到<script>(遇到JS)
      • 会停止解析HTML,且等待JS文件下载好,并将全局代码解析执行完成后,才继续解析HTML。
      • 因为JS代码的执行过程可能会修改当前DOM树,所以DOM树的生成必须暂停,这就是JS会阻塞HTML解析的根本原因。

    第一步完成后,会得到DOM树和CSSOM树,浏览器的默认样式、内部样式、外部样式、行内样式均会包含在CSSOM树中。

  2. 第二步:样式计算

    主线程会遍历上一步得到的DOM树,依次为树中的每个节点计算出它的最终样式Computed Style

    在这一过程中,很多预设值会变成绝对值,例如red变成rgb(255,0,0);相对单位会变成绝对单位,例如em变成px

    第二步完成后,会得到带有样式的DOM树。

  3. 第三步:布局

    主线程会遍历上一步获取的DOM树的每一个节点,计算每个节点的几何信息,例如节点的宽高、相对包含块的位置。

    大部分情况下,DOM树和布局树并非一一对应,例如

    • display:none的节点没有几何信息,因此不会生成到布局树
    • 使用伪元素选择器时,虽然DOM树中不存在这些伪元素节点,但它们拥有几何信息,所以会生成到布局树中
    • 还有产生匿名行盒、匿名块盒等的情况

    第三步完成后,会得到布局(Layout)树。

  4. 第四步:分层

    主线程会根据Layout树,使用一套复杂的策略对布局树进行分层。

    分层的好处是,将来某一层改变后,浏览器仅需对该层进行后续处理,从而提升效率。

    层叠上下文样式都会或多或少的影响分层结果,也可以通过will-change属性更大程度的影响分层结果,但它们都不能直接决定分层

    第四步完成后,会得到分层信息。

  5. 第五步:绘制

    主线程会根据分层信息,为每个层单独生成绘制指令集,用于描述这一层的内容该如何画出来。

    第五步完成后,会得到绘制信息(绘制指令集)。

  6. 第六步:分块

    主线程会将每个图层的绘制信息提交给合成线程,剩余工作将由合成线程完成。

    合成线程会对每个图层进行分块,将其划分为更多的小区域。它会从线程池中拿取多个线程来完成分块工作。

    第六步完成后,会得到分块信息。

  7. 第七步:光栅化

    合成线程会将块信息交给GPU进程,以极高的速度完成光栅化。

    GPU进程会开启多个线程来完成光栅化,并且优先处理靠近视口区域的块。

    第七步完成后,会得到一块一块的位图。

  8. 第八步:画

    合成线程根据每个层、每个块的位图,生成一个个指引(quad)信息。

    quad会标识出每个位图应该画到屏幕的哪个位置,同时会考虑到旋转、缩放等变形操作。

    变形发生在合成线程,与渲染主线程无关,这就是transform效率高的根本原因。
    合成线程会把quad提交给GPU进程,GPU进程再产生系统调用,将quad提交给GPU硬件,完成最终的屏幕成像。

    所有渲染步骤就完成了。


什么是reflow?

reflow的本质就是重新计算layout树。

当进行了会影响布局树的操作后,就需要重新计算布局树,引发渲染页面时的布局步骤。

为了避免连续的多次操作导致布局树反复计算,浏览器会合并这些操作:当JS代码全部完成后再进行统一计算,所以,改动属性造成的reflow是异步完成的。

也正因为如此,当JS获取布局属性时,就可能造成无法获取到最新的布局信息,最终浏览器在反复权衡下,将机制变为获取属性时立即进行reflow。


什么是repaint?

repaint的本质就是重新根据分层信息计算绘制指令,当改动了可见样式后,就需要重新计算,这会引发repaint。

由于元素的布局信息也属于可见样式,所以reflow一定会引起repaint。


为什么transform的效率高?

因为transform既不影响布局,也不影响绘制指令,它影响的只是流程的最后一个步骤:draw。

由于draw在合成线程中进行,所以transform的变化几乎不会影响渲染主线程。反之,渲染王线程无论如何忙碌,也不会影响transform的变化。