摘要：引言一直對(duì)瀏覽器的進(jìn)程線程的運(yùn)行一無(wú)所知，經(jīng)過(guò)一次的刷刷刷相關(guān)的博客之后，對(duì)其有了初步的了解，是時(shí)候該總結(jié)一波了。瀏覽器內(nèi)的進(jìn)程知道了進(jìn)程與線程之間的關(guān)系之后，下面是瀏覽器與進(jìn)程的關(guān)系了。

一直對(duì)瀏覽器的進(jìn)程、線程的運(yùn)行一無(wú)所知，經(jīng)過(guò)一次的刷刷刷相關(guān)的博客之后，對(duì)其有了初步的了解，是時(shí)候該總結(jié)一波了。

一個(gè)進(jìn)程有一個(gè)或多個(gè)線程，線程之間共同完成進(jìn)程分配下來(lái)的任務(wù)。打個(gè)比方：

假如進(jìn)程是一個(gè)工廠，工廠有它的獨(dú)立的資源

工廠之間相互獨(dú)立

線程是工廠中的工人，多個(gè)工人協(xié)作完成任務(wù)

工廠內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)工人

工人之間共享空間

再完善完善概念：

工廠的資源 -> 系統(tǒng)分配的內(nèi)存（獨(dú)立的一塊內(nèi)存）

工廠之間的相互獨(dú)立 -> 進(jìn)程之間相互獨(dú)立

多個(gè)工人協(xié)作完成任務(wù) -> 多個(gè)線程在進(jìn)程中協(xié)作完成任務(wù)

工廠內(nèi)有一個(gè)或多個(gè)工人 -> 一個(gè)進(jìn)程由一個(gè)或多個(gè)線程組成

工人之間共享空間 -> 同一進(jìn)程下的各個(gè)線程之間共享程序的內(nèi)存空間（包括代碼段、數(shù)據(jù)集、堆等）

進(jìn)程是cpu資源分配的最小單位（是能擁有資源和獨(dú)立運(yùn)行的最小單位），線程是cpu調(diào)度的最小單位（線程是建立在進(jìn)程的基礎(chǔ)上的一次程序運(yùn)行單位）。

知道了進(jìn)程與線程之間的關(guān)系之后，下面是瀏覽器與進(jìn)程的關(guān)系了。首先，瀏覽器是多進(jìn)程的，之所以瀏覽器能夠運(yùn)行，是因?yàn)橄到y(tǒng)給瀏覽器分配了資源，如cpu、內(nèi)存，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是，瀏覽器每打開(kāi)一個(gè)標(biāo)簽頁(yè)，就相當(dāng)于創(chuàng)建了一個(gè)獨(dú)立的瀏覽器進(jìn)程。例如我們查看chrome里面的任務(wù)管理器。

注意： 在這里瀏覽器應(yīng)該也有自己的優(yōu)化機(jī)制，有時(shí)候打開(kāi)多個(gè)tab頁(yè)后，可以在Chrome任務(wù)管理器中看到，有些進(jìn)程被合并了（譬如打開(kāi)多個(gè)空白標(biāo)簽頁(yè)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)多個(gè)空白標(biāo)簽頁(yè)被合并成了一個(gè)進(jìn)程），所以每一個(gè)Tab標(biāo)簽對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程并不一定是絕對(duì)的。

除了瀏覽器的標(biāo)簽頁(yè)進(jìn)程之外，瀏覽器還有一些其他進(jìn)程來(lái)輔助支撐標(biāo)簽頁(yè)的進(jìn)程，如下：
① Browser進(jìn)程：瀏覽器的主進(jìn)程（負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、主控），只有一個(gè)。作用有

負(fù)責(zé)瀏覽器界面顯示，與用戶交互。如前進(jìn)，后退等

負(fù)責(zé)各個(gè)頁(yè)面的管理，創(chuàng)建和銷毀其他進(jìn)程

網(wǎng)絡(luò)資源的管理，下載等

② 第三方插件進(jìn)程：每種類型的插件對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程，僅當(dāng)使用該插件時(shí)才創(chuàng)建
③ GPU進(jìn)程：最多一個(gè)，用于3D繪制等
④ 瀏覽器渲染進(jìn)程（瀏覽器內(nèi)核），Renderer進(jìn)程，內(nèi)部是多線程的，也就是我們每個(gè)標(biāo)簽頁(yè)所擁有的進(jìn)程，互不影響，負(fù)責(zé)頁(yè)面渲染，腳本執(zhí)行，事件處理等

如下圖:

瀏覽器內(nèi)核，即我們的渲染進(jìn)程，有名Renderer進(jìn)程，我們頁(yè)面的渲染，js的執(zhí)行，事件的循環(huán)都在這一進(jìn)程內(nèi)進(jìn)行，也就是說(shuō)，該進(jìn)程下面擁有著多個(gè)線程，靠著這些現(xiàn)成共同完成渲染任務(wù)。那么這些線程是什么呢，如下：

① 圖形用戶界面GUI渲染線程

負(fù)責(zé)渲染瀏覽器界面，包括解析HTML、CSS、構(gòu)建DOM樹(shù)、Render樹(shù)、布局與繪制等

當(dāng)界面需要重繪（Repaint）或由于某種操作引發(fā)回流(reflow)時(shí)，該線程就會(huì)執(zhí)行

② JS引擎線程

JS內(nèi)核，也稱JS引擎，負(fù)責(zé)處理執(zhí)行javascript腳本

等待任務(wù)隊(duì)列的任務(wù)的到來(lái)，然后加以處理，瀏覽器無(wú)論什么時(shí)候都只有一個(gè)JS引擎在運(yùn)行JS程序

③ 事件觸發(fā)線程

聽(tīng)起來(lái)像JS的執(zhí)行，但是其實(shí)歸屬于瀏覽器，而不是JS引擎，用來(lái)控制時(shí)間循環(huán)（可以理解，JS引擎自己都忙不過(guò)來(lái)，需要瀏覽器另開(kāi)線程協(xié)助）

當(dāng)JS引擎執(zhí)行代碼塊如setTimeout時(shí)（也可來(lái)自瀏覽器內(nèi)核的其他線程,如鼠標(biāo)點(diǎn)擊、AJAX異步請(qǐng)求等），會(huì)將對(duì)應(yīng)任務(wù)添加到事件線程中

當(dāng)對(duì)應(yīng)的事件符合觸發(fā)條件被觸發(fā)時(shí)，該線程會(huì)把事件添加到待處理隊(duì)列的隊(duì)尾，等待JS引擎的處理

注意：由于JS的單線程關(guān)系，所以這些待處理隊(duì)列中的事件都得排隊(duì)等待JS引擎處理（當(dāng)JS引擎空閑時(shí)才會(huì)去執(zhí)行）

④ 定時(shí)觸發(fā)器線程

setInterval與setTimeout所在線程

定時(shí)計(jì)時(shí)器并不是由JS引擎計(jì)時(shí)的，因?yàn)槿绻鸍S引擎是單線程的，如果JS引擎處于堵塞狀態(tài)，那會(huì)影響到計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確

當(dāng)計(jì)時(shí)完成被觸發(fā)，事件會(huì)被添加到事件隊(duì)列，等待JS引擎空閑了執(zhí)行

注意：W3C的HTML標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，setTimeout中低與4ms的時(shí)間間隔算為4ms

⑤ 異步HTTP請(qǐng)求線程

在XMLHttpRequest在連接后新啟動(dòng)的一個(gè)線程

線程如果檢測(cè)到請(qǐng)求的狀態(tài)變更，如果設(shè)置有回調(diào)函數(shù)，該線程會(huì)把回調(diào)函數(shù)添加到事件隊(duì)列，同理，等待JS引擎空閑了執(zhí)行

瀏覽器內(nèi)核，放圖加強(qiáng)記憶：

JavaScript作為一門客戶端的腳本語(yǔ)言，主要的任務(wù)是處理用戶的交互，而用戶的交互無(wú)非就是響應(yīng)DOM的增刪改，使用事件隊(duì)列的形式，一次事件循環(huán)只處理一個(gè)事件響應(yīng)，使得腳本執(zhí)行相對(duì)連續(xù)。如果JS引擎被設(shè)計(jì)為多線程的，那么DOM之間必然會(huì)存在資源競(jìng)爭(zhēng)，那么語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)會(huì)變得非常臃腫，在客戶端跑起來(lái)，資源的消耗和性能將會(huì)是不太樂(lè)觀的，故設(shè)計(jì)為單線程的形式，并附加一些其他的線程來(lái)實(shí)現(xiàn)異步的形式，這樣運(yùn)行成本相對(duì)于使用JS多線程來(lái)說(shuō)降低了很多。

因?yàn)镴S引擎可以修改DOM樹(shù)，那么如果JS引擎在執(zhí)行修改了DOM結(jié)構(gòu)的同時(shí)，GUI線程也在渲染頁(yè)面，那么這樣就會(huì)導(dǎo)致渲染線程獲取的DOM的元素信息可能與JS引擎操作DOM后的結(jié)果不一致。為了防止這種現(xiàn)象，GUI線程與JS線程需要設(shè)計(jì)為互斥關(guān)系，當(dāng)JS引擎執(zhí)行的時(shí)候，GUI線程需要被凍結(jié)，但是GUI的渲染會(huì)被保存在一個(gè)隊(duì)列當(dāng)中，等待JS引擎空閑的時(shí)候執(zhí)行渲染。
由此也可以推出，如果JS引擎正在進(jìn)行CPU密集型計(jì)算，那么JS引擎將會(huì)阻塞，長(zhǎng)時(shí)間不空閑，導(dǎo)致渲染進(jìn)程一直不能執(zhí)行渲染，頁(yè)面就會(huì)看起來(lái)卡頓卡頓的，渲染不連貫，所以，要盡量避免JS執(zhí)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

事件觸發(fā)線程、定時(shí)觸發(fā)器線程、異步HTTP請(qǐng)求線程三個(gè)線程有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是使用回調(diào)函數(shù)的形式，當(dāng)滿足了特定的條件，這些回調(diào)函數(shù)會(huì)被執(zhí)行。這些回調(diào)函數(shù)被瀏覽器內(nèi)核理解成事件，在瀏覽器內(nèi)核中擁有一個(gè)事件隊(duì)列，這三個(gè)線程當(dāng)滿足了內(nèi)部特定的條件，會(huì)將這些回調(diào)函數(shù)添加到事件隊(duì)列中，等待JS引擎空閑執(zhí)行。例如異步HTTP請(qǐng)求線程，線程如果檢測(cè)到請(qǐng)求的狀態(tài)變更，如果設(shè)置有回調(diào)函數(shù)，回調(diào)函數(shù)會(huì)被添加事件隊(duì)列中，等待JS引擎空閑了執(zhí)行。
但是，JS引擎對(duì)事件隊(duì)列（宏任務(wù)）與JS引擎內(nèi)的任務(wù)（微任務(wù)）執(zhí)行存在著先后循序，當(dāng)每執(zhí)行完一個(gè)事件隊(duì)列的時(shí)間，JS引擎會(huì)檢測(cè)內(nèi)部是否有未執(zhí)行的任務(wù)，如果有，將會(huì)優(yōu)先執(zhí)行（微任務(wù)）。

因?yàn)镴S引擎是單線程的，當(dāng)JS執(zhí)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)頁(yè)面阻塞，那么JS就真的對(duì)CPU密集型計(jì)算無(wú)能為力么？

所以，后來(lái)HTML5中支持了 Web Worker。

來(lái)自MDN的官方解釋

Web Workers 使得一個(gè)Web應(yīng)用程序可以在與主執(zhí)行線程分離的后臺(tái)線程中運(yùn)行一個(gè)腳本操作。這樣做的好處是可以在一個(gè)多帶帶的線程中執(zhí)行費(fèi)時(shí)的處理任務(wù)，從而允許主（通常是UI）線程運(yùn)行而不被阻塞/放慢。

注意點(diǎn)：

WebWorker可以想瀏覽器申請(qǐng)一個(gè)子線程，該子線程服務(wù)于主線程，完全受主線程控制。

JS引擎線程與worker線程間通過(guò)特定的方式通信（postMessage API，需要通過(guò)序列化對(duì)象來(lái)與線程交互特定的數(shù)據(jù)）

所以，如果需要進(jìn)行一些高耗時(shí)的計(jì)算時(shí)，可以多帶帶開(kāi)啟一個(gè)WebWorker線程，這樣不管這個(gè)WebWorker子線程怎么密集計(jì)算、怎么阻塞，都不會(huì)影響JS引擎主線程，只需要等計(jì)算結(jié)束，將結(jié)果通過(guò)postMessage傳輸給主線程就可以了。

另外，還有個(gè)東西叫 SharedWorker，與WebWorker在概念上所不同。

WebWorker 只屬于某一個(gè)頁(yè)面，不會(huì)和其他標(biāo)簽頁(yè)的Renderer進(jìn)程共享，WebWorker是屬于Renderer進(jìn)程創(chuàng)建的進(jìn)程。

SharedWorker 是由瀏覽器多帶帶創(chuàng)建的進(jìn)程來(lái)運(yùn)行的JS程序，它被所有的Renderer進(jìn)程所共享，在瀏覽器中，最多只能存在一個(gè)SharedWorker進(jìn)程。

SharedWorker由進(jìn)程管理，WebWorker是某一個(gè)Renderer進(jìn)程下的線程。

每個(gè)瀏覽器內(nèi)核的渲染流程不一樣，下面我們主要以webkit為主。
首先是渲染的前奏：

瀏覽器輸入url，瀏覽器主進(jìn)程接管，開(kāi)了一個(gè)下載線程

然后進(jìn)行HTTP請(qǐng)求（DNS查詢、IP尋址等等），等待響應(yīng)，開(kāi)始下載響應(yīng)報(bào)文。

將下載完的內(nèi)容轉(zhuǎn)交給Renderer進(jìn)程管理

開(kāi)始渲染...

在說(shuō)渲染之前，需要理解一些概念：

DOM Tree： 瀏覽器將HTML解析成樹(shù)形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

CSS Rule Tree：瀏覽器將CSS解析成樹(shù)形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

Render Tree：DOM樹(shù)和CSS規(guī)則樹(shù)合并后生產(chǎn)Render樹(shù)。

layout：有了Render Tree，瀏覽器已經(jīng)能知道網(wǎng)頁(yè)中有哪些節(jié)點(diǎn)、各個(gè)節(jié)點(diǎn)的CSS定義以及他們的從屬關(guān)系，從而去計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)在屏幕中的位置。

painting: 按照算出來(lái)的規(guī)則，通過(guò)顯卡，把內(nèi)容畫(huà)到屏幕上。

reflow（回流）：當(dāng)瀏覽器發(fā)現(xiàn)某個(gè)部分發(fā)生了點(diǎn)變化影響了布局，需要倒回去重新渲染，內(nèi)行稱這個(gè)回退的過(guò)程叫 reflow。reflow 會(huì)從 這個(gè) root frame 開(kāi)始遞歸往下，依次計(jì)算所有的結(jié)點(diǎn)幾何尺寸和位置。reflow 幾乎是無(wú)法避免的。現(xiàn)在界面上流行的一些效果，比如樹(shù)狀目錄的折疊、展開(kāi)（實(shí)質(zhì)上是元素的顯 示與隱藏）等，都將引起瀏覽器的 reflow。鼠標(biāo)滑過(guò)、點(diǎn)擊……只要這些行為引起了頁(yè)面上某些元素的占位面積、定位方式、邊距等屬性的變化，都會(huì)引起它內(nèi)部、周圍甚至整個(gè)頁(yè)面的重新渲 染。通常我們都無(wú)法預(yù)估瀏覽器到底會(huì) reflow 哪一部分的代碼，它們都彼此相互影響著。

repaint（重繪）：改變某個(gè)元素的背景色、文字顏色、邊框顏色等等不影響它周圍或內(nèi)部布局的屬性時(shí)，屏幕的一部分要重畫(huà)，但是元素的幾何尺寸沒(méi)有變。

注意：display:none的節(jié)點(diǎn)不會(huì)被加入Render Tree，而visibility: hidden則會(huì)，所以display:none會(huì)觸發(fā)reflow，visibility: hidden會(huì)觸發(fā)repaint。

瀏覽器內(nèi)核拿到響應(yīng)報(bào)文之后，渲染大概分為以下步驟

解析html生產(chǎn)DOM樹(shù)。

解析CSS規(guī)則。

根據(jù)DOM Tree和CSS Tree生成Render Tree。

根據(jù)Render樹(shù)進(jìn)行l(wèi)ayout，負(fù)責(zé)各個(gè)元素節(jié)點(diǎn)的尺寸、位置計(jì)算。

繪制Render樹(shù)(painting)，繪制頁(yè)面像素信息。

瀏覽器會(huì)將各層的信息發(fā)送給GPU，GPU會(huì)將各層合成（composite），顯示在屏幕上。

詳細(xì)步驟略去，大概步驟如下，渲染完畢后JS引擎開(kāi)始執(zhí)行load事件，繪制流程見(jiàn)下圖。

由圖中可以看出，css在加載過(guò)程中不會(huì)影響到DOM樹(shù)的生成，但是會(huì)影響到Render樹(shù)的生成，進(jìn)而影響到layout，所以一般來(lái)說(shuō)，style的link標(biāo)簽需要盡量放在head里面，因?yàn)樵诮馕鯠OM樹(shù)的時(shí)候是自上而下的，而css樣式又是通過(guò)異步加載的，這樣的話，解析DOM樹(shù)下的body節(jié)點(diǎn)和加載css樣式能盡可能的并行，加快Render樹(shù)的生成的速度，當(dāng)然，如果css是通過(guò)js動(dòng)態(tài)添加進(jìn)來(lái)的，會(huì)引起頁(yè)面的重繪或重新布局。
從有html標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)到目前為止（2017年5月），標(biāo)準(zhǔn)一直是規(guī)定style元素不應(yīng)出現(xiàn)在body元素中。

前面提到了load事件，那么與DOMContentLoaded事件有什么分別。

當(dāng) DOMContentLoaded 事件觸發(fā)時(shí)，僅當(dāng)DOM加載完成，不包括樣式表，圖片。 (譬如如果有async加載的腳本就不一定完成)

當(dāng) onLoad 事件觸發(fā)時(shí)，頁(yè)面上所有的DOM，樣式表，腳本，圖片都已經(jīng)加載完成了。 （渲染完畢了）

順序是：DOMContentLoaded -> load

寫(xiě)到這里，總結(jié)了也有不少的內(nèi)容，也對(duì)瀏覽器多線程、JS引擎有所了解，后面打算在看看JS的運(yùn)行機(jī)制。前端知識(shí)也是無(wú)窮無(wú)盡，數(shù)不清的概念與無(wú)數(shù)個(gè)易忘的知識(shí)、各種框架原理，學(xué)來(lái)學(xué)去，還是發(fā)現(xiàn)自己知道得太少了。