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資訊專欄INFORMATION COLUMN

前端面試--瀏覽器

bigdevil_s / 1294人閱讀

摘要:打開一個網(wǎng)頁,看到服務(wù)器返回給客戶端瀏覽器的各種文件類型圖片構(gòu)建瀏覽器會遵守一套步驟將文件轉(zhuǎn)換為樹。因?yàn)闉g覽器有渲染線程與引擎線程,為了防止渲染出現(xiàn)不可預(yù)期的結(jié)果,這兩個線程是互斥的關(guān)系。

1. 瀏覽器架構(gòu)

用戶界面

主進(jìn)程

內(nèi)核

渲染引擎

JS 引擎

執(zhí)行棧

事件觸發(fā)線程

消息隊(duì)列

微任務(wù)

宏任務(wù)

網(wǎng)絡(luò)異步線程

定時器線程

2. 從輸入 url 到頁面展示的過程 2.1 流程

跳轉(zhuǎn)

是否有緩存

DNS查找,域名解析ip

創(chuàng)建TCP鏈接,之后才有HTTP三次握手(HTTP尋在TCP之上)

發(fā)送請求(Request)

接收響應(yīng)(Response),返回請求的文件 (html)

瀏覽器渲染(1,2并行,后面是串行)

解析HTML --> DOM ree

標(biāo)記化算法,進(jìn)行元素狀態(tài)的標(biāo)記

生成DOM

解析CSS --> CSS tree

生成CSSOM

結(jié)合 --> Render tree

結(jié)合DOM與CSSOM,生成渲染樹(Render tree)

layout: 布局(布局渲染樹)

painting: 繪制(繪制渲染樹)

2.2 參考

https://juejin.im/post/5c64d1...
https://juejin.im/book/5b9365...

3.瀏覽器存儲 3.1 Cookie 3.1.1 Cookie的來源

Cookie 的本職工作并非本地存儲,而是“維持狀態(tài)”。

因?yàn)镠TTP協(xié)議是無狀態(tài)的,HTTP協(xié)議自身不對請求和響應(yīng)之間的通信狀態(tài)進(jìn)行保存,通俗來說,服務(wù)器不知道用戶上一次做了什么,這嚴(yán)重阻礙了交互式Web應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)。

在典型的網(wǎng)上購物場景中,用戶瀏覽了幾個頁面,買了一盒餅干和兩瓶飲料。最后結(jié)帳時,由于HTTP的無狀態(tài)性,不通過額外的手段,服務(wù)器并不知道用戶到底買了什么,于是就誕生了Cookie

我們可以把Cookie 理解為一個存儲在瀏覽器里的一個小小的文本文件,它附著在 HTTP 請求上,在瀏覽器和服務(wù)器之間“飛來飛去”。它可以攜帶用戶信息,當(dāng)服務(wù)器檢查 Cookie 的時候,便可以獲取到客戶端的狀態(tài)

在剛才的購物場景中,當(dāng)用戶選購了第一項(xiàng)商品,服務(wù)器在向用戶發(fā)送網(wǎng)頁的同時,還發(fā)送了一段Cookie,記錄著那項(xiàng)商品的信息。當(dāng)用戶訪問另一個頁面,瀏覽器會把Cookie發(fā)送給服務(wù)器,于是服務(wù)器知道他之前選購了什么。用戶繼續(xù)選購飲料,服務(wù)器就在原來那段Cookie里追加新的商品信息。結(jié)帳時,服務(wù)器讀取發(fā)送來的Cookie就行了。

3.1.2 什么是cookie

Cookie指某些網(wǎng)站為了辨別用戶身份而儲存在用戶本地終端上的數(shù)據(jù)(通常經(jīng)過加密)。 cookie是服務(wù)端生成,客戶端進(jìn)行維護(hù)和存儲
通過cookie,可以讓服務(wù)器知道請求是來源哪個客戶端,就可以進(jìn)行客戶端狀態(tài)的維護(hù),比如登陸后刷新,請求頭就會攜帶登陸時response header中的set-cookie,Web服務(wù)器接到請求時也能讀出cookie的值,根據(jù)cookie值的內(nèi)容就可以判斷和恢復(fù)一些用戶的信息狀態(tài)。

3.1.3 cookie應(yīng)用場景

記住密碼,下次自動登錄。

購物車功能

記錄用戶瀏覽數(shù)據(jù),進(jìn)行商品(廣告)推薦。

3.1.4 Cookie的原理

第一次訪問網(wǎng)站的時候,瀏覽器發(fā)出請求,服務(wù)器響應(yīng)請求后,會在響應(yīng)頭里面添加一個Set-Cookie選項(xiàng),將cookie放入到響應(yīng)請求中,在瀏覽器第二次發(fā)請求的時候,會通過Cookie請求頭部將Cookie信息發(fā)送給服務(wù)器,服務(wù)端會辨別用戶身份,另外,Cookie的過期時間、域、路徑、有效期、適用站點(diǎn)都可以根據(jù)需要來指定。

 3.1.5 Cookie生成方式

服務(wù)端
http response header中的set-cookie

客戶端
js中可以通過document.cookie可以讀寫cookie

document.cookie="userName=hello"
3.1.6 Cookie的缺陷

Cookie 不夠大
各瀏覽器的cookie每一個name=value的value值大概在4k,所以4k并不是一個域名下所有的cookie共享的,而是一個name的大小。

過多的 Cookie 會帶來巨大的性能浪費(fèi)
Cookie 是緊跟域名的。同一個域名下的所有請求,都會攜帶 Cookie

由于在HTTP請求中的Cookie是明文傳遞的,所以安全性成問題,除非用HTTPS。

3.1.7 Cookie與安全
屬性 作用
value 如果用于保存用戶登錄狀態(tài),應(yīng)該將該值加密,不能使用明文的用戶標(biāo)識(例如可以使用md5加密)
http-only 不能通過js訪問cookie,減少xss攻擊
secure 只能在協(xié)議為https的請求中攜帶
same-site 規(guī)定瀏覽器不能在跨域的請求中攜帶cookie,減少csrf攻擊
3.2 LocalStorage 3.2.1 LocalStorage的特點(diǎn)

保存的數(shù)據(jù)長期存在,下一次訪問該網(wǎng)站的時候,網(wǎng)頁可以直接讀取以前保存的數(shù)據(jù)。

大小為5M左右

僅在客戶端使用,不和服務(wù)端進(jìn)行通信

LocalStorage可以作為瀏覽器本地緩存方案,用來提升網(wǎng)頁首屏渲染速度(根據(jù)第一請求返回時,將一些不變信息直接存儲在本地)。

3.2.2存入/讀取數(shù)據(jù)
localStorage.setItem("key","value");
var valueLocal = localStorage.getItem("key");
3.3sessionStorage 3.3.1 sessionStorage的特點(diǎn)

會話級別的瀏覽器存儲

大小為5M左右

僅在客戶端使用,不和服務(wù)端進(jìn)行通信

3.3.2 窗口共享

即便是相同域名下的兩個頁面,只要它們不在同一個瀏覽器窗口(瀏覽器的標(biāo)簽頁)中打開,那么它們的 sessionStorage 內(nèi)容便無法共享

localStorage 在所有同源窗口中都是共享的

cookie也是在所有同源窗口中都是共享的

3.3.3存入/讀取數(shù)據(jù)
localStorage.setItem("key","value");
var valueLocal = localStorage.getItem("key");
3.4 總結(jié)
特性 cookie localStorage sessionStorage indexDB
數(shù)據(jù)生命周期 一般由服務(wù)器生成,可以設(shè)置過期時間 除非被手動清理,否則一直存在 頁面關(guān)閉就清理 除非被手動清理,否則一直存在
數(shù)據(jù)存儲大小 4k 5M 5M 無限
與服務(wù)端通信 每次都會攜帶在header中,對于請求有性能影響 不參與 不參與 不參與

cookie 已經(jīng)不建議用于存儲。如果沒有大量數(shù)據(jù)存儲需求的話,可以使用 localStorage 和 sessionStorage 。對于不怎么改變的數(shù)據(jù)盡量使用 localStorage 存儲,否則可以用 sessionStorage 存儲。

Cookie 的本職工作并非本地存儲,而是“維持狀態(tài)”

Web Storage 是 HTML5 專門為瀏覽器存儲而提供的數(shù)據(jù)存儲機(jī)制,不與服務(wù)端發(fā)生通信

IndexedDB 用于客戶端存儲大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

3.5 參考

https://github.com/ljianshu/B...

4. 瀏覽器渲染原理 4.1 什么是渲染過程

簡單來說,渲染引擎根據(jù) HTML 文件描述構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,調(diào)用瀏覽器各個零部件,從而將網(wǎng)頁資源代碼轉(zhuǎn)換為圖像結(jié)果,這個過程就是渲染過程(如下圖)

從這個流程來看,瀏覽器呈現(xiàn)網(wǎng)頁這個過程,宛如一個黑盒。在這個神秘的黑盒中,有許多功能模塊,內(nèi)核內(nèi)部的實(shí)現(xiàn)正是這些功能模塊相互配合協(xié)同工作進(jìn)行的。其中我們最需要關(guān)注的,就是HTML 解釋器、CSS 解釋器、圖層布局計(jì)算模塊、視圖繪制模塊與JavaScript 引擎這幾大模塊:

HTML 解釋器:將 HTML 文檔經(jīng)過詞法分析輸出 DOM 樹。

CSS 解釋器:解析 CSS 文檔, 生成樣式規(guī)則。

圖層布局計(jì)算模塊:布局計(jì)算每個對象的精確位置和大小。

視圖繪制模塊:進(jìn)行具體節(jié)點(diǎn)的圖像繪制,將像素渲染到屏幕上。

JavaScript引擎:編譯執(zhí)行 Javascript 代碼。

打開一個網(wǎng)頁,看到服務(wù)器返回給客戶端(瀏覽器)的各種文件類型

document --> html

stylesheet --> css

script --> js

jpeg --> 圖片

4.2 構(gòu)建DOM

瀏覽器會遵守一套步驟將HTML 文件轉(zhuǎn)換為 DOM 樹。宏觀上,可以分為幾個步驟

瀏覽器從磁盤或網(wǎng)絡(luò)讀取HTML的原始字節(jié),并根據(jù)文件的指定編碼(例如 UTF-8)將它們轉(zhuǎn)換成字符串。
在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膬?nèi)容其實(shí)都是 0 和 1 這些字節(jié)數(shù)據(jù)。當(dāng)瀏覽器接收到這些字節(jié)數(shù)據(jù)以后,它會將這些字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串,也就是我們寫的代碼。

將字符串轉(zhuǎn)換成Token,例如:、等。Token中會標(biāo)識出當(dāng)前Token是“開始標(biāo)簽”或是“結(jié)束標(biāo)簽”亦或是“文本”等信息。


上圖給出了節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系,例如:“Hello”Token位于“title”開始標(biāo)簽與“title”結(jié)束標(biāo)簽之間,表明“Hello”Token是“title”Token的子節(jié)點(diǎn)。同理“title”Token是“head”Token的子節(jié)點(diǎn)。

生成節(jié)點(diǎn)對象并構(gòu)建DOM
事實(shí)上,構(gòu)建DOM的過程中,不是等所有Token都轉(zhuǎn)換完成后再去生成節(jié)點(diǎn)對象,而是一邊生成Token一邊消耗Token來生成節(jié)點(diǎn)對象。換句話說,每個Token被生成后,會立刻消耗這個Token創(chuàng)建出節(jié)點(diǎn)對象。注意:帶有結(jié)束標(biāo)簽標(biāo)識的Token不會創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)對象。

實(shí)例


    Web page parsing


    

Web page parsing

This is an example Web page.

上面這段HTML會解析成這樣

4.3 構(gòu)建CSSOM

DOM會捕獲頁面的內(nèi)容,但瀏覽器還需要知道頁面如何展示,所以需要構(gòu)建CSSOM

構(gòu)建CSSOM的過程與構(gòu)建DOM的過程非常相似,當(dāng)瀏覽器接收到一段CSS,瀏覽器首先要做的是識別出Token,然后構(gòu)建節(jié)點(diǎn)并生成CSSOM。

在這一過程中,瀏覽器會確定下每一個節(jié)點(diǎn)的樣式到底是什么,并且這一過程其實(shí)是很消耗資源的。因?yàn)闃邮侥憧梢宰孕性O(shè)置給某個節(jié)點(diǎn),也可以通過繼承獲得。在這一過程中,瀏覽器得遞歸 CSSOM 樹,然后確定具體的元素到底是什么樣式

注意:CSS匹配HTML元素是一個相當(dāng)復(fù)雜和有性能問題的事情。所以,DOM樹要小,CSS盡量用id和class,千萬不要過渡層疊下去。

4.3 構(gòu)建渲染樹

當(dāng)我們生成 DOM 樹和 CSSOM 樹以后,就需要將這兩棵樹組合為渲染樹

在這一過程中,不是簡單的將兩者合并就行了。渲染樹只會包括需要顯示的節(jié)點(diǎn)和這些節(jié)點(diǎn)的樣式信息,如果某個節(jié)點(diǎn)是 display: none 的,那么就不會在渲染樹中顯示。

瀏覽器如果渲染過程中遇到JS文件怎么處理

渲染過程中,如果遇到

4.4 布局與繪制

當(dāng)瀏覽器生成渲染樹以后,就會根據(jù)渲染樹來進(jìn)行布局(也可以叫做回流)。這一階段瀏覽器要做的事情是要弄清楚各個節(jié)點(diǎn)在頁面中的確切位置和大小。通常這一行為也被稱為“自動重排”。

布局流程的輸出是一個“盒模型”,它會精確地捕獲每個元素在視口內(nèi)的確切位置和尺寸,所有相對測量值都將轉(zhuǎn)換為屏幕上的絕對像素。

布局完成后,瀏覽器會立即發(fā)出“Paint Setup”和“Paint”事件,將渲染樹轉(zhuǎn)換成屏幕上的像素。

4.5 async和defer的作用是什么?有什么區(qū)別?

async 異步

defer 延緩


其中藍(lán)色線代表JavaScript加載;紅色線代表JavaScript執(zhí)行;綠色線代表 HTML 解析。

情況1

沒有 defer 或 async,瀏覽器會立即加載并執(zhí)行指定的腳本,也就是說不等待后續(xù)載入的文檔元素,讀到就加載并執(zhí)行。

情況2 (異步下載)

async 屬性表示異步執(zhí)行引入的 JavaScript,與 defer 的區(qū)別在于,如果已經(jīng)加載好(符合異步),就會開始執(zhí)行——無論此刻是 HTML 解析階段還是 DOMContentLoaded 觸發(fā)之后。需要注意的是,這種方式加載的 JavaScript 依然會阻塞 load 事件。換句話說,async-script 可能在 DOMContentLoaded 觸發(fā)之前或之后執(zhí)行,但一定在 load 觸發(fā)之前執(zhí)行

情況3 (延遲執(zhí)行)

defer 屬性表示延遲執(zhí)行引入的 JavaScript,即這段 JavaScript 加載時 HTML 并未停止解析,這兩個過程是并行的。整個 document 解析完畢且 defer-script 也加載完成之后(這兩件事情的順序無關(guān)),會執(zhí)行所有由 defer-script 加載的 JavaScript 代碼,然后觸發(fā) DOMContentLoaded 事件。

defer 與相比普通 script,有兩點(diǎn)區(qū)別:載入 JavaScript 文件時不阻塞 HTML 的解析,執(zhí)行階段被放到 HTML 標(biāo)簽解析完成之后

在加載多個JS腳本的時候,async是無順序的加載,而defer是有順序的加載。

4.6 為什么操作 DOM 慢

把 DOM 和 JavaScript 各自想象成一個島嶼,它們之間用收費(fèi)橋梁連接?!陡咝阅?JavaScript》

JS 是很快的,在 JS 中修改 DOM 對象也是很快的。在JS的世界里,一切是簡單的、迅速的。但 DOM 操作并非 JS 一個人的獨(dú)舞,而是兩個模塊之間的協(xié)作。

因?yàn)?DOM 是屬于渲染引擎中的東西,而 JS 又是 JS 引擎中的東西。當(dāng)我們用 JS 去操作 DOM 時,本質(zhì)上是 JS 引擎和渲染引擎之間進(jìn)行了“跨界交流”。這個“跨界交流”的實(shí)現(xiàn)并不簡單,它依賴了橋接接口作為“橋梁”(如下圖)。

過“橋”要收費(fèi)——這個開銷本身就是不可忽略的。我們每操作一次 DOM(不管是為了修改還是僅僅為了訪問其值),都要過一次“橋”。過“橋”的次數(shù)一多,就會產(chǎn)生比較明顯的性能問題。因此“減少 DOM 操作”的建議,并非空穴來風(fēng)。

4.7 總結(jié)

瀏覽器工作流程:構(gòu)建DOM -> 構(gòu)建CSSOM -> 構(gòu)建渲染樹 -> 布局 -> 繪制。

CSSOM會阻塞渲染,只有當(dāng)CSSOM構(gòu)建完畢后才會進(jìn)入下一個階段構(gòu)建渲染樹。

通常情況下DOM和CSSOM是并行構(gòu)建的,但是當(dāng)瀏覽器遇到一個不帶defer或async屬性的script標(biāo)簽時,DOM構(gòu)建將暫停,如果此時又恰巧瀏覽器尚未完成CSSOM的下載和構(gòu)建,由于JavaScript可以修改CSSOM,所以需要等CSSOM構(gòu)建完畢后再執(zhí)行JS,最后才重新DOM構(gòu)建。

4.8 參考

深入淺出瀏覽器渲染原理

5. 重繪與回流(重排) 5.1 名詞解析
通俗理解

重繪: 重新繪制,繪制色彩

回流(重排): 重新排版,排版位置大小

比較官方的理解

重繪:當(dāng)我們對 DOM 的修改導(dǎo)致了樣式的變化、卻并未影響其幾何屬性(比如修改了顏色或背景色)時,瀏覽器不需重新計(jì)算元素的幾何屬性、直接為該元素繪制新的樣式(跳過了上圖所示的回流環(huán)節(jié))。

回流: 當(dāng)我們對 DOM 的修改引發(fā)了 DOM 幾何尺寸的變化(比如修改元素的寬、高或隱藏元素等)時,瀏覽器需要重新計(jì)算元素的幾何屬性(其他元素的幾何屬性和位置也會因此受到影響),然后再將計(jì)算的結(jié)果繪制出來。這個過程就是回流(也叫重排)

5.2 瀏覽器渲染的流程中的回流與重繪

計(jì)算CSS樣式

構(gòu)建RenderTree

Layout(布局) –-> 定位坐標(biāo)和大小

paint(繪制)-->正式開畫

注意:上圖流程中有很多連接線,這表示了Javascript動態(tài)修改了DOM屬性或是CSS屬性會導(dǎo)致重新Layout,但有些改變不會重新Layout,就是上圖中那些指到天上的箭頭,比如修改后的CSS rule沒有被匹配到元素。

我們知道,當(dāng)網(wǎng)頁生成的時候,至少會渲染一次。在用戶訪問的過程中,還會不斷重新渲染。重新渲染會重復(fù)回流+重繪或者只有重繪

回流必定會發(fā)生重繪,重繪不一定會引發(fā)回流。重繪和回流會在我們設(shè)置節(jié)點(diǎn)樣式時頻繁出現(xiàn),同時也會很大程度上影響性能?;亓魉璧某杀颈戎乩L高的多,改變父節(jié)點(diǎn)里的子節(jié)點(diǎn)很可能會導(dǎo)致父節(jié)點(diǎn)的一系列回流。

5.3 常見引起回流屬性和方法

任何會改變元素幾何信息(元素的位置和尺寸大小)的操作,都會觸發(fā)回流,

添加或者刪除可見的DOM元素;

元素尺寸改變——邊距、填充、邊框、寬度和高度

內(nèi)容變化,比如用戶在input框中輸入文字

瀏覽器窗口尺寸改變——resize事件發(fā)生時

計(jì)算 offsetWidth 和 offsetHeight 屬性

設(shè)置 style 屬性的值

5.4 常見引起重繪屬性和方法

文字屬性

邊框樣式(非大?。?/p>

色彩

背景色

陰影

5.5如何減少回流、重繪

使用 transform 替代 top

使用 visibility 替換 display: none ,因?yàn)榍罢咧粫鹬乩L,后者會引發(fā)回流(改變了布局)

不要把節(jié)點(diǎn)的屬性值放在一個循環(huán)里當(dāng)成循環(huán)里的變量。

for(let i = 0; i < 1000; i++) {
    // 獲取 offsetTop 會導(dǎo)致回流,因?yàn)樾枰カ@取正確的值
    console.log(document.querySelector(".test").style.offsetTop)
}

不要使用 table 布局,可能很小的一個小改動會造成整個 table 的重新布局

動畫實(shí)現(xiàn)的速度的選擇,動畫速度越快,回流次數(shù)越多,也可以選擇使用 requestAnimationFrame

CSS 選擇符從右往左匹配查找,避免節(jié)點(diǎn)層級過多

將頻繁重繪或者回流的節(jié)點(diǎn)設(shè)置為圖層,圖層能夠阻止該節(jié)點(diǎn)的渲染行為影響別的節(jié)點(diǎn)。比如對于 video 標(biāo)簽來說,瀏覽器會自動將該節(jié)點(diǎn)變?yōu)閳D層。

5.6 參考

https://github.com/ljianshu/B...

6. 瀏覽器下的Event Loop 6.1 線程與進(jìn)程 6.1.1概念

我們經(jīng)常說JS 是單線程執(zhí)行的,指的是一個進(jìn)程里只有一個主線程,那到底什么是線程?什么是進(jìn)程?
官方的說法是
進(jìn)程: CPU資源分配的最小單位
線程: CPU調(diào)度的最小單位

進(jìn)程好比圖中的工廠,有多帶帶的專屬自己的工廠資源。

線程好比圖中的工人,多個工人在一個工廠中協(xié)作工作,工廠與工人是 1:n的關(guān)系。也就是說一個進(jìn)程由一個或多個線程組成,線程是一個進(jìn)程中代碼的不同執(zhí)行路線;

廠的空間是工人們共享的,這象征一個進(jìn)程的內(nèi)存空間是共享的,每個線程都可用這些共享內(nèi)存。

多個工廠之間獨(dú)立存在

6.1.2 多進(jìn)程與多線程

多進(jìn)程:在同一個時間里,同一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中如果允許兩個或兩個以上的進(jìn)程處于運(yùn)行狀態(tài)。多進(jìn)程帶來的好處是明顯的,比如你可以聽歌的同時,打開編輯器敲代碼,編輯器和聽歌軟件的進(jìn)程之間絲毫不會相互干擾。

多線程:程序中包含多個執(zhí)行流,即在一個程序中可以同時運(yùn)行多個不同的線程來執(zhí)行不同的任務(wù),也就是說允許單個程序創(chuàng)建多個并行執(zhí)行的線程來完成各自的任務(wù)。

以Chrome瀏覽器中為例,當(dāng)你打開一個 Tab 頁時,其實(shí)就是創(chuàng)建了一個進(jìn)程,一個進(jìn)程中可以有多個線程(下文會詳細(xì)介紹),比如渲染線程、JS 引擎線程、HTTP 請求線程等等。當(dāng)你發(fā)起一個請求時,其實(shí)就是創(chuàng)建了一個線程,當(dāng)請求結(jié)束后,該線程可能就會被銷毀。

6.1.3js單線程存在的問題

js是單線程的,處理任務(wù)是一件接著一件處理,所以如果一個任務(wù)需要處理很久的話,后面的任務(wù)就會被阻塞
所以js通過Event Loop事件循環(huán)的方式解決了這個問題

6.2瀏覽器內(nèi)核 6.2.1什么是瀏覽器內(nèi)核(渲染引擎)

簡單來說瀏覽器內(nèi)核是通過取得頁面內(nèi)容、整理信息(應(yīng)用CSS)、計(jì)算和組合最終輸出可視化的圖像結(jié)果,通常也被稱為渲染引擎。
瀏覽器內(nèi)核是多線程,在內(nèi)核控制下各線程相互配合以保持同步,一個瀏覽器通常由以下常駐線程組成:

GUI 渲染線程

JavaScript引擎線程

定時觸發(fā)器線程

事件觸發(fā)線程

異步http請求線程

6.2.2GUI渲染線程

主要負(fù)責(zé)頁面的渲染,解析HTML、CSS,構(gòu)建DOM樹,布局和繪制等。

當(dāng)界面需要重繪或者由于某種操作引發(fā)回流時,將執(zhí)行該線程。

該線程與JS引擎線程互斥,當(dāng)執(zhí)行JS引擎線程時,GUI渲染會被掛起,當(dāng)任務(wù)隊(duì)列空閑時,主線程才會去執(zhí)行GUI渲染。

6.2.3 JS引擎線程

該線程當(dāng)然是主要負(fù)責(zé)處理 JavaScript腳本,執(zhí)行代碼。

也是主要負(fù)責(zé)執(zhí)行準(zhǔn)備好待執(zhí)行的事件,即定時器計(jì)數(shù)結(jié)束,或者異步請求成功并正確返回時,將依次進(jìn)入任務(wù)隊(duì)列,等待 JS引擎線程的執(zhí)行。

當(dāng)然,該線程與 GUI渲染線程互斥,當(dāng) JS引擎線程執(zhí)行 JavaScript腳本時間過長,將導(dǎo)致頁面渲染的阻塞。

6.2.4 定時器觸發(fā)線程

負(fù)責(zé)執(zhí)行異步定時器一類的函數(shù)的線程,如: setTimeout,setInterval。

主線程依次執(zhí)行代碼時,遇到定時器,會將定時器交給該線程處理,當(dāng)計(jì)數(shù)完畢后,事件觸發(fā)線程會將計(jì)數(shù)完畢后的事件加入到任務(wù)隊(duì)列的尾部,等待JS引擎線程執(zhí)行。

6.2.5 事件觸發(fā)線程

主要負(fù)責(zé)將準(zhǔn)備好的事件交給 JS引擎線程執(zhí)行
比如 setTimeout定時器計(jì)數(shù)結(jié)束, ajax等異步請求成功并觸發(fā)回調(diào)函數(shù),或者用戶觸發(fā)點(diǎn)擊事件時,該線程會將整裝待發(fā)的事件依次加入到任務(wù)隊(duì)列的隊(duì)尾,等待 JS引擎線程的執(zhí)行。

6.2.6 異步http請求線程

負(fù)責(zé)執(zhí)行異步請求一類的函數(shù)的線程,如: Promise,axios,ajax等。

主線程依次執(zhí)行代碼時,遇到異步請求,會將函數(shù)交給該線程處理,當(dāng)監(jiān)聽到狀態(tài)碼變更,如果有回調(diào)函數(shù),事件觸發(fā)線程會將回調(diào)函數(shù)加入到任務(wù)隊(duì)列的尾部,等待JS引擎線程執(zhí)行。

6.3 event loop 6.3.1stack,queue,heap

stack(棧),先進(jìn)后出

queue(隊(duì)列),先進(jìn)先出,生活中的排隊(duì)

heap(堆):存儲obj對象

6.3.2 執(zhí)行棧

js引擎運(yùn)行時,當(dāng)代碼開始運(yùn)行的時候,會將代碼,壓入執(zhí)行棧進(jìn)行執(zhí)行

實(shí)例

當(dāng)代碼被解析后,函數(shù)會依次被壓入到棧中

有入棧,就要有出棧,當(dāng)函數(shù)c執(zhí)行完,開始出棧

6.3.3 當(dāng)執(zhí)行棧遇到異步

前面執(zhí)行棧,先入后出,但其實(shí)也是同步的,同步就意味著會阻塞,所以需要異步,那當(dāng)執(zhí)行棧中出現(xiàn)異步代碼會怎么樣

當(dāng)瀏覽器在執(zhí)行棧執(zhí)行的時候,發(fā)現(xiàn)有異步任務(wù)之后,會交給webapi去維護(hù),而執(zhí)行棧則繼續(xù)執(zhí)行后面的任務(wù)

同樣,setTimeout同樣會被添加到webapi中

webapi是瀏覽器自己實(shí)現(xiàn)的功能,這里專門維護(hù)事件。

上面setTimeout旁邊有個進(jìn)度條,這個進(jìn)度就是設(shè)置的等待時間

6.3.4 回調(diào)隊(duì)列callback queue

當(dāng)setTimeout執(zhí)行結(jié)束的時候,是不是就應(yīng)該回到執(zhí)行棧,進(jìn)行執(zhí)行輸出呢?
答案:并不是!

此時,倒計(jì)時結(jié)束后的setTimeout的可執(zhí)行函數(shù),被放入了回調(diào)隊(duì)列
最后,setTimeout的可執(zhí)行函數(shù),被從回調(diào)隊(duì)列中取出,再次放入了執(zhí)行棧

這樣的執(zhí)行過程就叫 event loop事件循環(huán)

6.4 Event Loop的具體流程 6.4.1 執(zhí)行棧任務(wù)清空后,才會從回調(diào)隊(duì)列頭部取出一個任務(wù)

console.log(1)被壓入執(zhí)行棧

setTimeout在執(zhí)行棧被識別為異步任務(wù),放入webapis中

console.log(3)被壓入執(zhí)行棧,此時setTimeout倒計(jì)時結(jié)束后,把可執(zhí)行代碼console.log(2)放入回調(diào)隊(duì)列里等待

console.log(3)執(zhí)行完成后,從回調(diào)隊(duì)列頭部取出console.log(2),放入執(zhí)行棧

console.log(2)執(zhí)行

6.4.2 回調(diào)隊(duì)列先進(jìn)先出

當(dāng)console.log(4)執(zhí)行完成后,從回調(diào)隊(duì)列里取出了console.log(2);

只有console.log(2)執(zhí)行完成,執(zhí)行棧再次清空時,才會從回調(diào)隊(duì)列取出console.log(3)一個一個拿,先拿console.log(2),執(zhí)行完后,再拿console.log(3),執(zhí)行

6.4.3 把代碼從回調(diào)隊(duì)列拿到棧中執(zhí)行,發(fā)現(xiàn)在這段代碼中有異步

輸出1,將2push進(jìn)回調(diào)隊(duì)列

將4push進(jìn)回調(diào)隊(duì)列

輸出5

清空了執(zhí)行棧,讀取輸出2(從回調(diào)隊(duì)列中放到棧中執(zhí)行),發(fā)現(xiàn)有3(異步),將3push進(jìn)回調(diào)隊(duì)列

清空了執(zhí)行棧,讀取輸出4

清空了執(zhí)行棧,讀取輸出3

5.4 Macrotask(宏任務(wù))、Microtask(微任務(wù)) 5.4.1 什么是宏任務(wù),微任務(wù)

宏任務(wù): setTimeout、setInterval、script(整體代碼)、 I/O 操作、UI 渲染等
微任務(wù): new Promise().then(回調(diào))、MutationObserver(html5新特性)、process.nextTick、Object.observe 等。

5.4.2 微任務(wù)

Microtask(微任務(wù))同樣是一個任務(wù)隊(duì)列,這個隊(duì)列的執(zhí)行順序是在清空執(zhí)行棧之后

可以看到Macrotask(宏任務(wù))也就是回調(diào)隊(duì)列上面還有一個Microtask(微任務(wù))
Microtask(微任務(wù))雖然是隊(duì)列,但并不是一個一個放入執(zhí)行棧,而是當(dāng)執(zhí)行棧請空,會執(zhí)行全部Microtask(微任務(wù))隊(duì)列中的任務(wù),最后才是取回調(diào)隊(duì)列的第一個Macrotask(宏任務(wù))

將setTimeout給push進(jìn)宏任務(wù)

將then(2)push進(jìn)微任務(wù)

將then(4)push進(jìn)微任務(wù)

任務(wù)隊(duì)列為空,取出微任務(wù)第一個then(2)壓入執(zhí)行棧

輸出2,將then(3)push進(jìn)微任務(wù)

任務(wù)隊(duì)列為空,取出微任務(wù)第一個then(4)壓入執(zhí)行棧

輸出4

任務(wù)隊(duì)列為空,取出微任務(wù)第一個then(3)壓入執(zhí)行棧

輸出3

任務(wù)隊(duì)列為空,微任務(wù)也為空,取出宏任務(wù)中的setTimeout(1)

輸出1

實(shí)例
console.log("1");
setTimeout(()=>{
    console.log(2)
    Promise.resolve().then(()=>{
        console.log(3);
        process.nextTick(function foo() {
            console.log(4);
        });
    })
})
Promise.resolve().then(()=>{
    console.log(5);    
    setTimeout(()=>{
        console.log(6)
    })
    Promise.resolve().then(()=>{
        console.log(7);
    })
})

process.nextTick(function foo() {
    console.log(8);
    process.nextTick(function foo() {
        console.log(9);
    });
});
console.log("10")

1,輸出1
2,將setTimeout(2)push進(jìn)宏任務(wù)
3,將then(5)push進(jìn)微任務(wù)
4,在執(zhí)行棧底部添加nextTick(8)
5,輸出10
6,執(zhí)行nextTick(8)
7,輸出8
8,在執(zhí)行棧底部添加nextTick(9)
9,輸出9
10,執(zhí)行微任務(wù)then(5)
11,輸出5
12,將setTimeout(6)push進(jìn)宏任務(wù)
13,將then(7)push進(jìn)微任務(wù)
14,執(zhí)行微任務(wù)then(7)
15,輸出7
16,取出setTimeout(2)
17,輸出2
18,將then(3)push進(jìn)微任務(wù)
19,執(zhí)行微任務(wù)then(3)
20,輸出3
21,在執(zhí)行棧底部添加nextTick(4)
22,輸出4
23,取出setTimeout(6)
24,輸出6

5.5 參考

https://juejin.im/post/5a6309...
https://github.com/ljianshu/B...

6. JavaScript中的垃圾回收和內(nèi)存泄漏 6.1 前言

程序的運(yùn)行需要內(nèi)存。只要程序提出要求,操作系統(tǒng)或者運(yùn)行時就必須供給內(nèi)存
所謂的內(nèi)存泄漏簡單來說是不再用到的內(nèi)存,沒有及時釋放
Javascript具有自動垃圾回收機(jī)制(Garbage Collecation)。

6.2 垃圾回收的必要性

由于字符串、對象和數(shù)組沒有固定大小,所有當(dāng)他們的大小已知時,才能對他們進(jìn)行動態(tài)的存儲分配。JavaScript程序每次創(chuàng)建字符串、數(shù)組或?qū)ο髸r,解釋器都必須分配內(nèi)存來存儲那個實(shí)體。只要像這樣動態(tài)地分配了內(nèi)存,最終都要釋放這些內(nèi)存以便他們能夠被再用,否則,JavaScript的解釋器將會消耗完系統(tǒng)中所有可用的內(nèi)存,造成系統(tǒng)崩潰。

最簡單的垃圾回收

JavaScript垃圾回收的機(jī)制很簡單:找出不再使用的變量,然后釋放掉其占用的內(nèi)存,但是這個過程不是時時的,因?yàn)槠溟_銷比較大,所以垃圾回收器會按照固定的時間間隔周期性的執(zhí)行。

var a = "浪里行舟";
var b = "前端工匠";
var a = b; //重寫a

這段代碼運(yùn)行之后,“浪里行舟”這個字符串失去了引用(之前是被a引用),系統(tǒng)檢測到這個事實(shí)之后,就會釋放該字符串的存儲空間以便這些空間可以被再利用。

6.3 垃圾回收機(jī)制

垃圾回收有兩種方法:標(biāo)記清除、引用計(jì)數(shù)。引用計(jì)數(shù)不太常用,標(biāo)記清除較為常用。

標(biāo)記清除

這是javascript中最常用的垃圾回收方式。當(dāng)變量進(jìn)入執(zhí)行環(huán)境是,就標(biāo)記這個變量為“進(jìn)入環(huán)境”。從邏輯上講,永遠(yuǎn)不能釋放進(jìn)入環(huán)境的變量所占用的內(nèi)存,因?yàn)橹灰獔?zhí)行流進(jìn)入相應(yīng)的環(huán)境,就可能會用到他們。當(dāng)變量離開環(huán)境時,則將其標(biāo)記為“離開環(huán)境”。

function addTen(num){  
     var sum += num;  //垃圾收集已將這個變量標(biāo)記為“進(jìn)入環(huán)境”。
     return sum;      //垃圾收集已將這個變量標(biāo)記為“離開環(huán)境”。
}
addTen(10);  //輸出20
var user = {name : "scott", age : "21", gender : "male"}; //在全局中定義變量,標(biāo)記變量為“進(jìn)入環(huán)境”

user = null;  //最后定義為null,釋放內(nèi)存
var m = 0,n = 19 // 把 m,n,add() 標(biāo)記為進(jìn)入環(huán)境。
add(m, n) // 把 a, b,標(biāo)記為進(jìn)入環(huán)境。
console.log(n) // n標(biāo)記為離開環(huán)境,等待垃圾回收。
function add(a, b) {
  a++
  var c = a + b    //c標(biāo)記為進(jìn)入環(huán)境
  return c //c標(biāo)記離開環(huán)境
}
6.4 哪些情況會引起內(nèi)存泄漏

雖然JavaScript會自動垃圾收集,但是如果我們的代碼寫法不當(dāng),會讓變量一直處于“進(jìn)入環(huán)境”的狀態(tài),無法被回收

6.4.1 意外的全局變量
function foo(arg) {
    bar = "this is a hidden global variable";
}

bar沒被聲明,會變成一個全局變量,在頁面關(guān)閉之前不會被釋放。

另一種意外的全局變量可能由 this 創(chuàng)建:

function foo() {
    this.variable = "potential accidental global";
}
// foo 調(diào)用自己,this 指向了全局對象(window)
foo();

在 JavaScript 文件頭部加上 "use strict",可以避免此類錯誤發(fā)生。啟用嚴(yán)格模式解析 JavaScript ,避免意外的全局變量。

6.4.2 被遺忘的計(jì)時器或回調(diào)函數(shù)
var someResource = getData();
setInterval(function() {
    var node = document.getElementById("Node");
    if(node) {
        // 處理 node 和 someResource
        node.innerHTML = JSON.stringify(someResource));
    }
}, 1000);

如果id為Node的元素從DOM中移除,該定時器仍會存在,同時,因?yàn)榛卣{(diào)函數(shù)中包含對someResource的引用,定時器外面的someResource也不會被釋放。

6.4.3 閉包
function bindEvent(){
  var obj=document.createElement("xxx")
  obj.onclick=function(){
    // Even if it is a empty function
  }
}

閉包可以維持函數(shù)內(nèi)局部變量,使其得不到釋放。上例定義事件回調(diào)時,由于是函數(shù)內(nèi)定義函數(shù),并且內(nèi)部函數(shù)--事件回調(diào)引用外部函數(shù),形成了閉包。

// 將事件處理函數(shù)定義在外面
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement("xxx")
  obj.onclick = onclickHandler
}
// 或者在定義事件處理函數(shù)的外部函數(shù)中,刪除對dom的引用
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement("xxx")
  obj.onclick = function() {
    // Even if it is a empty function
  }
  obj = null
}
6.4.4 沒有清理的DOM元素引用

有時,保存 DOM 節(jié)點(diǎn)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很有用。假如你想快速更新表格的幾行內(nèi)容,把每一行 DOM 存成字典(JSON 鍵值對)或者數(shù)組很有意義。此時,同樣的 DOM 元素存在兩個引用:一個在 DOM 樹中,另一個在字典中。將來你決定刪除這些行時,需要把兩個引用都清除。

var elements = {
    button: document.getElementById("button"),
    image: document.getElementById("image"),
    text: document.getElementById("text")
};
function doStuff() {
    image.src = "http://some.url/image";
    button.click();
    console.log(text.innerHTML);
}
function removeButton() {
    document.body.removeChild(document.getElementById("button"));
    // 此時,仍舊存在一個全局的 #button 的引用
    // elements 字典。button 元素仍舊在內(nèi)存中,不能被 GC 回收。
}

雖然我們用removeChild移除了button,但是還在elements對象里保存著#button的引用,換言之,DOM元素還在內(nèi)存里面。

6.5 內(nèi)存泄漏的識別方法

步驟

打開開發(fā)者工具 Performance

勾選 Screenshots 和 memory

左上角小圓點(diǎn)開始錄制(record)

停止錄制

圖中 Heap 對應(yīng)的部分就可以看到內(nèi)存在周期性的回落也可以看到垃圾回收的周期,如果垃圾回收之后的最低值(我們稱為min),min在不斷上漲,那么肯定是有較為嚴(yán)重的內(nèi)存泄漏問題。

避免內(nèi)存泄漏的一些方式

減少不必要的全局變量,或者生命周期較長的對象,及時對無用的數(shù)據(jù)進(jìn)行垃圾回收

注意程序邏輯,避免“死循環(huán)”之類的

避免創(chuàng)建過多的對象

不用了的東西要及時歸還

6.6 垃圾回收的使用場景優(yōu)化 6.6.1 數(shù)組array優(yōu)化

[]賦值給一個數(shù)組對象,是清空數(shù)組的捷徑(例如: arr = [];),但是需要注意的是,這種方式又創(chuàng)建了一個新的空對象,并且將原來的數(shù)組對象變成了一小片內(nèi)存垃圾!實(shí)際上,將數(shù)組長度賦值為0(arr.length = 0)也能達(dá)到清空數(shù)組的目的,并且同時能實(shí)現(xiàn)數(shù)組重用,減少內(nèi)存垃圾的產(chǎn)生。

const arr = [1, 2, 3, 4];
console.log("浪里行舟");
arr.length = 0  // 可以直接讓數(shù)字清空,而且數(shù)組類型不變。
// arr = []; 雖然讓a變量成一個空數(shù)組,但是在堆上重新申請了一個空數(shù)組對象。
6.6.2 對象盡量復(fù)用

對象盡量復(fù)用,尤其是在循環(huán)等地方出現(xiàn)創(chuàng)建新對象,能復(fù)用就復(fù)用。不用的對象,盡可能設(shè)置為null,盡快被垃圾回收掉。

var t = {} // 每次循環(huán)都會創(chuàng)建一個新對象。
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  // var t = {};// 每次循環(huán)都會創(chuàng)建一個新對象。
  t.age = 19
  t.name = "123"
  t.index = i
  console.log(t)
}
t = null //對象如果已經(jīng)不用了,那就立即設(shè)置為null;等待垃圾回收。
6.6.3 在循環(huán)中的函數(shù)表達(dá)式,能復(fù)用最好放到循環(huán)外面
// 在循環(huán)中最好也別使用函數(shù)表達(dá)式。
for (var k = 0; k < 10; k++) {
  var t = function(a) {
    // 創(chuàng)建了10次  函數(shù)對象。
    console.log(a)
  }
  t(k)
}
// 推薦用法
function t(a) {
  console.log(a)
}
for (var k = 0; k < 10; k++) {
  t(k)
}
t = null
6.7 參考

https://github.com/ljianshu/B...

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