feat: js 事件循环

config/nav/fragment/javascript.ts

@@ -31,6 +31,10 @@ export default [
     title: '垃圾回收与内存泄漏',
     link: '/javascript/garbage-collection',
   },
+  {
+    title: '事件循环',
+    link: '/javascript/event-loop',
+  },
   {
     title: '浮点数精度问题',
     link: '/javascript/floating-point-precision',

config/sidebar/fragment/index.ts

@@ -38,6 +38,10 @@ export default [
         title: '浮点数精度问题',
         link: '/javascript/floating-point-precision',
       },
+      {
+        title: '事件循环',
+        link: '/javascript/event-loop',
+      },
     ],
   },
   {

docs/javascript/event-loop.md

@@ -0,0 +1,179 @@
+---
+title: JavaScript 事件循环
+description:
+  - 运行机制
+  - 事件循环
+group:
+  title: JavaScript
+toc: content
+---
+
+# JavaScript 事件循环
+
+在介绍 JavaScript 事件循环之前呢，我们先来介绍一些前置知识。
+
+## 进程与线程
+
+### 什么是进程
+
+CPU 是计算机的核心，承担所有的计算任务。
+
+官网说法，进程是 CPU 资源分配的最小单位。
+
+字面意思就是进行中的程序，我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。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，其他的进程处于非运行状态，CPU 使用 时间片轮转调度算法 来实现同时运行多个进程。
+
+### 什么是线程
+
+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，通俗点解释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作单线程，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作多线程，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务， 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。
+
+### 进程与线程的区别
+
+进程是操作系统分配资源的最小单位，线程是程序执行的最小单位。
+
+一个进程由一个或多个线程组成，线程可以理解为是一个进程中代码的不同执行路线。
+
+进程之间相互独立，但同一进程下的各个线程间共享程序的内存空间(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)。
+
+调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
+
+### 多进程与多线程
+
+- 多进程：多进程指的是在同一个时间里，同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态。多进程带来的好处是明显的，比如大家可以在网易云听歌的同时打开编辑器敲代码，编辑器和网易云的进程之间不会相互干扰；
+- 多线程：多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，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；
+
+## JS 为什么是单线程
+
+JS 的单线程，与它的用途有关。
+
+作为浏览器脚本语言，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，否则会带来很复杂的同步问题。比如，假定 JavaScript 同时有两个线程，一个线程在某个 DOM 节点上添加内容，另一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪个线程为准？
+
+还有人说 js 还有 Worker 线程，对的，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。
+
+## 浏览器
+
+拿 Chrome 来说，我们每打开一个 Tab 页就会产生一个进程。
+
+### 浏览器包含哪些进程
+
+1. Browser 进程
+   1. 浏览器的主进程(负责协调、主控)，该进程只有一个；
+   2. 负责浏览器界面显示，与用户交互。如前进，后退等；
+   3. 负责各个页面的管理，创建和销毁其他进程；
+   4. 将渲染(Renderer)进程得到的内存中的 Bitmap(位图)，绘制到用户界面上；
+   5. 网络资源的管理，下载等；
+2. 第三方插件进程
+   1. 每种类型的插件对应一个进程，当使用该插件时才创建；
+3. GPU 进程
+   1. 该进程也只有一个，用于 3D 绘制等等；
+4. 渲染进程
+   1. 即通常所说的浏览器内核(Renderer 进程，内部是多线程)；
+   2. 每个 Tab 页面都有一个渲染进程，互不影响；
+   3. 主要作用为页面渲染，脚本执行，事件处理等；
+
+### 为什么浏览器需要多进程
+
+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
+
+### 渲染进程
+
+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，看渲染进程的一些常用较为主要的线程
+
+#### GUI 渲染线程
+
+1. 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；
+   1. 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；
+   2. 解析 CSS，生成 CSSOM ( CSS 规则树)；
+   3. 把 DOM Tree 和 CSSOM 结合，生成 Rendering Tree (渲染树)；
+2. 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 )；
+3. 当我们修改元素的尺寸，页面就会回流( Reflow )；
+4. 当页面需要 Repaing 和 Reflow 时 GUI 线程执行，绘制页面；
+5. 回流( Reflow )比重绘( Repaint )的成本要高，我们要尽量避免 Reflow 和 Repaint；
+6. GUI 渲染线程与 JS 引擎线程是互斥的：
+   1. 当 JS 引擎执行时 GUI 线程会被挂起(相当于被冻结了)；
+   2. 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
+
+1. JS 引擎线程就是 JS 内核，负责处理 Javascript 脚本程序(例如 V8 引擎)；
+2. JS 引擎线程负责解析 Javascript 脚本，运行代码；
+3. JS 引擎一直等待着任务队列中任务的到来，然后加以处理：
+   1. 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；
+   2. 一个 Tab 页( renderer 进程)中无论什么时候都只有一个 JS 线程在运行 JS 程序；
+4. 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
+   1. 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)；
+   2. 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；（所以有了 `defer` 和 `async` 标签）
+
+#### 事件触发线程
+
+1. 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)；
+2. 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；
+3. 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；
+4. 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；
+
+#### 定时触发器线程
+
+1. setInterval 与 setTimeout 所在线程；
+2. 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记计时的准确)；
+3. 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；
+4. W3C 在 [HTML 标准](https://html.spec.whatwg.org/multipage/timers-and-user-prompts.html#dom-settimeout-dev)中规定，规定要求 setTimeout 中低于 4ms 的时间间隔在大于 5 层嵌套的情况下算为 4ms；
+
+#### 异步 http 请求线程
+
+1. 在 XMLHttpRequest 在连接后是通过浏览器新开一个线程请求；
+2. 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；
+3. 简单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；
+
+## 事件循环
+
+JS 分为同步任务和异步任务。
+
+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
+
+我们来看一段简单的代码
+
+```js
+let setTimeoutCallBack = function () {
+  console.log('');
+};
+
+let httpCallback = function () {
+  console.log('http');
+};
+
+console.log('1');
+
+setTimeout(setTimeoutCallBack, 1000);
+
+httpajax.get('/info', httpCallback);
+
+console.log('2');
+```
+
+以上代码的执行过程：
+
+1. JS 是按照顺序从上往下依次执行的，可以先理解为这段代码时的执行环境就是主线程，也就是也就是当前执行栈；
+2. 首先，执行 `console.log('我是同步任务 1')` ；
+3. 接着，执行到 setTimeout 时，会移交给定时器线程，通知定时器线程 1s 后将 setTimeoutCallBack 这个回调交给事件触发线程处理，在 1s 后事件触发线程会收到 setTimeoutCallBack 这个回调并把它加入到事件触发线程所管理的事件队列中等待执行；
+4. 接着，执行 http 请求，会移交给异步 http 请求线程发送网络请求，请求成功后将 httpCallback 这个回调交由事件触发线程处理，事件触发线程收到 httpCallback 这个回调后把它加入到事件触发线程所管理的事件队列中等待执行；
+5. 再接着执行 `console.log('我是同步任务 2')` ；
+6. 至此主线程执行栈中执行完毕，JS 引擎线程已经空闲，开始向事件触发线程发起询问，询问事件触发线程的事件队列中是否有需要执行的回调函数，如果有将事件队列中的回调事件加入执行栈中，开始执行回调，如果事件队列中没有回调，JS 引擎线程会一直发起询问，直到有为止；
+
+可以发现：
+
+1. 定时触发线程只管理定时器且只关注定时不关心结果，定时结束就把回调扔给事件触发线程；
+2. 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；
+3. 事件触发线程只关心异步回调入事件队列；
+4. 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；
+5. 反复执行，就是我们所谓的事件循环(Event Loop)；
+
+![](/javascript_eventloop.png)