C++ 名稱空間

阿新 • • 發佈：2020-07-23

前言

對於單執行緒來說，事件迴圈可以說是重中之重了，它為任務分配不同的優先順序，井然有序的排程。讓js解析，使用者互動，頁面渲染等互不衝突，各司其職。

我們書寫的程式碼無時無刻都在和事件迴圈打交道，要想寫出更流暢，我們就必須深入瞭解事件迴圈，下面我們將從規範中翻譯和解讀整個流程。

以下內容來自whatwg文件，均為個人理解，若有不對，煩請指出，我會第一時間修改，避免誤導他人！

正文

為了協呼叫戶操作，js執行，頁面渲染，網路請求等事件，每個宿主中，存在事件迴圈這樣的角色，並且該角色在當前宿主中是唯一的。

簡單解釋一下宿主：宿主是一個ECMAScript執行上下文，一般包含執行上下文棧，執行時執行環境，宿主記錄和一個執行執行緒，除了這個執行執行緒外，其他的專屬於當前宿主。例如，某些瀏覽器在不同的tabs使用同一個執行執行緒。

不僅如此，事件迴圈又存於在各個不同場景，有瀏覽器環境下的，worker環境下的和Worklet環境下的。

Worklet是一個輕量級的web worker，可以讓開發者訪問更底層的渲染工作線，也就是說你可以通過Worklet去幹預瀏覽器的渲染環境。

提到了worklet，那就順便看一個例子(需開啟服務，不要以file協議執行)，通過這個例子，可以看到事件迴圈不同階段觸發了什麼鉤子函式：

<!DOCTYPE html>
<html lang='en'>
    <head>
        <meta charset='UTF-8' />
        <meta name='viewport' content='width=device-width, initial-scale=1.0' />
 
        <title>Document</title>
        <style>
            .fancy {
                background-image: paint(headerHighlight);
                display: layout(sample-layout);
                background-color: green;
            }
        </style>
    </head>
    <body>
        <h1 class='fancy'>My Cool Header</h1>
 
        <script>
            console.log('開始');
            CSS.paintWorklet.addModule('./paint.js');
            CSS.layoutWorklet.addModule('./layout.js');

            requestAnimationFrame(() => {
                console.log('requestAnimationFrame');
            });
            Promise.resolve().then(() => {
                console.log('微任務');
            });
            setTimeout(function () {
                document.querySelector('.fancy').style.height = '150px';
                ('translateZ(0)');

                Promise.resolve().then(() => {
                    console.log('新一輪的微任務');
                });
                requestAnimationFrame(() => {
                    console.log('新一輪的requestAnimationFrame');
                });
            }, 2000);
            console.log(2);
        </script>
    </body>
</html>

// paint.js
registerPaint(
    'headerHighlight',
    class {
        static get contextOptions() {
            console.log('contextOptions');
            return {alpha: true};
        }

        paint(ctx) {
            console.log('paint函式');
        }
    }
);

// ==========================分割線

// layout.js
registerLayout(
    'sample-layout',
    class {
        async intrinsicSizes(children, edges, styleMap) {}

        async layout(children, edges, constraints, styleMap, breakToken) {
            console.log('layout階段');
        }
    }
);

事件迴圈有一個或多個Task佇列，每個Task佇列都是Task的一個集合。其中Task不是指我們的某個函式，而是一個上下文環境，結構如下:

step：一系列任務將要執行的步驟

source：任務來源，常用來對相關任務進行分組和系列化

document：與當前任務相關的document物件，如果是非window環境則為null

環境配置物件：在任務期間追蹤記錄任務狀態

這裡的Task佇列不是Task，是一個集合，因為取出一個Task佇列中的Task是選擇一個可執行的Task，而不是出隊操作。

微任務佇列是一個入對出對的佇列。

這裡說明一下，Task佇列為什麼有多個，因為不同的Task佇列有不同的優先順序，進而進行次序排列和呼叫，有沒有感覺react的fiber和這個有點類似？

舉個例子，Task佇列可以是專門負責滑鼠和鍵盤事件的，並且賦予滑鼠鍵盤佇列較高的優先順序，以便及時響應使用者操作。另一個Task佇列負責其他任務源。不過也不要餓死任何一個task，這個後續處理模型中會介紹。

Task封裝了負責以下任務的演算法:

Events: 由專門的Task在特定的EventTarget(一個具有監聽訂閱模式列表的物件)上分發事件物件

Parsing: html解析器標記一個或多個位元組，並處理所有生成的結果token

Callbacks: 由專門的Task觸發回撥函式

Using a resource: 當該演算法獲取資源的時候，如果該階段是以非阻塞方式發生，那麼一旦部分或者全部資源可用，則由Task進行後續處理

Reacting to DOM manipulation: 通過dom操作觸發的任務，例如插入一個節點到document

事件迴圈有一個當前執行中的Task，可以為null，如果是null的話，代表著可以接受一個新的Task(新一輪的步驟)。

事件迴圈有微任務佇列，預設為空，其中的任務由微任務排隊演算法建立。

事件迴圈有一個執行微任務檢查點，預設為false，用來防止微任務死迴圈。

微任務排隊演算法:

如果未提供event loop，設定一個隱式event loop。

如果未提供document，設定一個隱式document.

建立一個Task作為新的微任務

設定setp、source、document到新的Task上

設定Task的環境配置物件為空集

新增到event loop的微任務佇列中

微任務檢查演算法：

如果微任務檢查標誌為true，直接return

設定微任務檢查標誌為true

如果微任務隊裡不為空(也就是說微任務新增的微任務也會在這個迴圈中出現，直到微任務佇列為空)：
1. 從微任務佇列中找出最老的任務(防餓死)
2. 設定當前執行任務為這個最老的任務
3. 執行
4. 重置當前執行任務為null

通知環境配置物件的promise進行reject操作

清理indexdb事務(不太明白這一步，如果有讀者瞭解，煩請點撥一下)

設定微任務檢查標誌為false

處理模型

event loop會按照下面這些步驟進行排程：

找到一個可執行的Task佇列，如果沒有則跳轉到下面的微任務步驟

讓最老的Task作為Task佇列中第一個可執行的Task，並將其移除

將最老的Task作為event loop的可執行Task

記錄任務開始時間點

執行Task中的setp對應的步驟(上文中Task結構中的step)

設定event loop的可執行任務為null

執行微任務檢查演算法

設定hasARenderingOpportunity(是否可以渲染的flag)為false

記住當前時間點

通過下面步驟記錄任務持續時間
1. 設定頂層瀏覽器環境為空
2. 對於每個最老Task的指令碼執行環境配置物件，設定當前的頂級瀏覽器上下文到其上
3. 報告消耗過長的任務，並附帶開始時間，結束時間，頂級瀏覽器上下文和當前Task

如果在window環境下，會根據硬體條件決定是否渲染，比如重新整理率，頁面效能，頁面是否在後臺，不過渲染會定期出現，避免頁面卡頓。值得注意的是，正常的重新整理率為60hz，大概是每秒60幀，大約16.7ms每幀，如果當前瀏覽器環境不支援這個重新整理率的話，會自動降為30hz，而不是丟幀。而李蘭其在後臺的時候，聰明的瀏覽器會將這個渲染時機降為每秒4幀甚至更低，事件迴圈也會減少(這就是為什麼我們可以用setInterval來判斷時候能開啟其他app的判斷依據的原因)。如果能渲染的話會設定hasARenderingOpportunity為true。

除此之外，還會在觸發resize、scroll、建立媒體查詢、執行css動畫等，也就是說瀏覽器幾乎大部分使用者操作都發生在事件迴圈中，更具體點是事件迴圈中的ui render部分。之後會進行requestAnimationFrame和IntersectionObserver的觸發，再之後是ui渲染

如果下面條件都成立，那麼執行空閒階段演算法，對於開發者來說就是呼叫window.requestIdleCallback方法
1. 在window環境下
2. event loop中沒有活躍的Task
3. 微任務佇列為空
4. hasARenderingOpportunity為false

借鑑網上的一張圖來粗略表示下整個流程

小結

上面就是整個事件迴圈的流程，瀏覽器就是按照這個規則一遍遍的執行，而我們要做的就是了解並適應這個規則，讓瀏覽器渲染出效能更高的頁面。

比如:

非首屏相關效能打點可以放到idle callback中執行，減少對頁面效能的損耗

微任務中遞迴新增微任務會導致頁面卡死，而不是隨著事件迴圈一輪輪的執行

更新元素佈局的最好時機是在requestAnimateFrame中

儘量避免頻繁獲取元素佈局資訊，因為這會觸發強制layout(哪些屬性會導致強制layout？)，影響頁面效能

事件迴圈有多個任務佇列，他們互不衝突，但是使用者互動相關的優先順序更高

resize、scroll等會伴隨事件迴圈中ui渲染觸發，而不是根據我們的滾動觸發，換句話說，這些操作自帶節流

等等，歡迎補充

最後感謝大家閱讀，歡迎一起探討！

提前祝大家端午節nb

參考

composite

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