摘要:的單線程,與它的用途有關。為了利用多核的計算能力,提出標準,允許腳本創建多個線程,但是子線程完全受主線程控制,且不得操作。
一、進程與線程 1.進程
進程是指程序的一次執行,它占有一片獨有的內存空間,可以通過windows任務管理器查看進程(如下圖)。同一個時間里,同一個計算機系統中允許兩個或兩個以上的進程處于并行狀態,這是多進程。比如電腦同時運行微信,QQ,以及各種瀏覽器等。瀏覽器運行是有些是單進程,如firefox和老版IE,有些是多進程,如chrome和新版IE。
2.線程有些進程還不止同時干一件事,比如Word,它可以同時進行打字、拼寫檢查、打印等事情。在一個進程內部,要同時干多件事,就需要同時運行多個“子任務”,我們把進程內的這些“子任務”稱為線程(Thread)。
線程是指CPU的基本調度單位,是程序執行的一個完整流程,是進程內的一個獨立執行單元。多線程是指在一個進程內, 同時有多個線程運行。瀏覽器運行是多線程。比如用瀏覽器一邊下載,一邊聽歌,一邊看視頻。另外我們需要知道JavaScript語言的一大特點就是單線程,為了利用多核CPU的計算能力,HTML5提出Web Worker標準,允許JavaScript腳本創建多個線程,但是子線程完全受主線程控制,且不得操作DOM。所以,這個新標準并沒有改變JavaScript單線程的本質。
由于每個進程至少要干一件事,所以,一個進程至少有一個線程。當然,像Word這種復雜的進程可以有多個線程,多個線程可以同時執行,多線程的執行方式和多進程是一樣的,也是由操作系統在多個線程之間快速切換,讓每個線程都短暫地交替運行,看起來就像同時執行一樣。當然,真正地同時執行多線程需要多核CPU才可能實現。
3.進程與線程應用程序必須運行在某個進程的某個線程上
一個進程中至少有一個運行的線程: 主線程, 進程啟動后自動創建
一個進程中如果同時運行多個線程, 那這個程序是多線程運行的
一個進程的內存空間是共享的,每個線程都可以使用這些共享內存。
多個進程之間的數據是不能直接共享的
4.單線程與多線程的優缺點?單線程的優點:順序編程簡單易懂
單線程的缺點:效率低
多線程的優點:能有效提升CPU的利用率
多線程的缺點:
創建多線程開銷
線程間切換開銷
死鎖與狀態同步問題
二、瀏覽器內核瀏覽器的內核是指支持瀏覽器運行的最核心的程序,分為兩個部分的,一是渲染引擎,另一個是JS引擎。現在JS引擎比較獨立,內核更加傾向于說渲染引擎。
1.不同的瀏覽器可能不太一樣Chrome, Safari: webkit
firefox: Gecko
IE: Trident
360,搜狗等國內瀏覽器: Trident + webkit
2.內核由很多模塊組成html,css文檔解析模塊 : 負責頁面文本的解析
dom/css模塊 : 負責dom/css在內存中的相關處理
布局和渲染模塊 : 負責頁面的布局和效果的繪制
定時器模塊 : 負責定時器的管理
網絡請求模塊 : 負責服務器請求(常規/Ajax)
事件響應模塊 : 負責事件的管理
三、定時器引發的思考 1. 定時器真是定時執行的嗎?我們先來看個例子,試問定時器會保證200ms后執行嗎?
document.getElementById("btn").onclick = function () { var start = Date.now() console.log("啟動定時器前...") setTimeout(function () { console.log("定時器執行了", Date.now() - start) }, 200) console.log("啟動定時器后...") // 做一個長時間的工作 for (var i = 0; i < 1000000000; i++) { } }
事實上,經過了625ms后定時器才執行。定時器并不能保證真正定時執行,一般會延遲一丁點,也有可能延遲很長時間(比如上面的例子)
定時器回調函數在主線程執行的, 具體實現方式下文會介紹。
四、瀏覽器的事件循環(輪詢)模型 1. 為什么JavaScript是單線程JavaScript語言的一大特點就是單線程,也就是說,同一個時間只能做一件事。那么,為什么JavaScript不能有多個線程呢?這樣能提高效率啊。
JavaScript的單線程,與它的用途有關。作為瀏覽器腳本語言,JavaScript的主要用途是與用戶互動,以及操作DOM。這決定了它只能是單線程,否則會帶來很復雜的同步問題。比如,假定JavaScript同時有兩個線程,一個線程在某個DOM節點上添加內容,另一個線程刪除了這個節點,這時瀏覽器應該以哪個線程為準?
所以,為了避免復雜性,從一誕生,JavaScript就是單線程,這已經成了這門語言的核心特征,將來也不會改變。
為了利用多核CPU的計算能力,HTML5提出Web Worker標準,允許JavaScript腳本創建多個線程,但是子線程完全受主線程控制,且不得操作DOM。所以,這個新標準并沒有改變JavaScript單線程的本質。
JavaScript中所有任務可以分成兩種,一種是同步任務,另一種是異步任務(如各種瀏覽器事件、定時器和Ajax等)。同步任務指的是,在主線程上排隊執行的任務,只有前一個任務執行完畢,才能執行后一個任務;異步任務指的是,不進入主線程、而進入"任務隊列"(task queue)的任務,只有"任務隊列"通知主線程,某個異步任務可以執行了,該任務才會進入主線程執行。
具體來說,異步執行的運行機制如下。(同步執行也是如此,因為它可以被視為沒有異步任務的異步執行。)
(1)所有同步任務都在主線程上執行,形成一個執行棧(execution context stack)。
(2)主線程之外,還存在一個"任務隊列"(task queue)。只要異步任務有了運行結果,就在"任務隊列"之中放置一個事件。
(3)一旦"執行棧"中的所有同步任務執行完畢,系統就會讀取"任務隊列",看看里面有哪些事件。那些對應的異步任務,于是結束等待狀態,進入執行棧,開始執行。
(4)主線程不斷重復上面的第三步
主線程從"任務隊列"中讀取事件,這個過程是循環不斷的,所以整個的這種運行機制又稱為Event Loop(事件循環)
下面這個例子很好闡釋事件循環:
setTimeout(function () { console.log("timeout 2222") alert("22222222") }, 2000) setTimeout(function () { console.log("timeout 1111") alert("1111111") }, 1000) setTimeout(function () { console.log("timeout() 00000") }, 0)//當指定的值小于 4 毫秒,則增加到 4ms(4ms 是 HTML5 標準指定的,對于 2010 年及之前的瀏覽器則是 10ms) function fn() { console.log("fn()") } fn() console.log("alert()之前") alert("------") //暫停當前主線程的執行, 同時暫停計時, 點擊確定后, 恢復程序執行和計時 console.log("alert()之后")
有兩點我們需要注意下:
定時器零延遲(setTimeout(func, 0))并不是意味著回調函數立刻執行。至少4ms,才會執行回調函數。它取決于主線程當前是否空閑與“任務隊列”里其前面正在等待的任務。
只有在到達指定時間時,定時器就會將相應回調函數插入“任務隊列”尾部
總結:異步任務(各種瀏覽器事件、定時器和Ajax等)都是先添加到“任務隊列”(定時器則到達其指定參數時)。當 Stack 棧(JavaScript 主線程)為空時,就會讀取 Queue 隊列(任務隊列)的第一個任務(隊首),最后執行。
五、H5 Web Workers(多線程) 1. Web Workers的作用正如上面所提到,JavaScript是單線程。當一個頁面加載一個復雜運算的 js 文件時,用戶界面可能會短暫地“凍結”,不能再做其他操作。比如下面這個例子:
很顯然遇到這種頁面堵塞情況,很影響用戶體驗的,有沒有啥辦法可以改進這種情形?----Web Worker就應運而生了!
Web Worker 的作用,就是為 JavaScript 創造多線程環境,允許主線程創建 Worker 線程,將一些任務分配給后者運行。在主線程運行的同時,Worker 線程在后臺運行,兩者互不干擾。等到 Worker 線程完成計算任務,再把結果返回給主線程。這樣的好處是,一些計算密集型或高延遲的任務,被 Worker 線程負擔了,主線程(通常負責 UI 交互)就會很流暢,不會被阻塞或拖慢。其原理圖如下:
2. Web Workers的基本使用主線程
首先主線程采用new命令,調用Worker()構造函數,新建一個 Worker 線程
var worker = new Worker("work.js");
然后主線程調用worker.postMessage()方法,向 Worker 發消息。
接著,主線程通過worker.onmessage指定監聽函數,接收子線程發回來的消息。
var input = document.getElementById("number") document.getElementById("btn").onclick = function () { var number = input.value //創建一個Worker對象 var worker = new Worker("worker.js") // 綁定接收消息的監聽 worker.onmessage = function (event) { console.log("主線程接收分線程返回的數據: "+event.data) alert(event.data) } // 向分線程發送消息 worker.postMessage(number) console.log("主線程向分線程發送數據: "+number) } console.log(this) // window
Worker 線程
Worker 線程內部需要有一個監聽函數,監聽message事件。
通過 postMessage(data) 方法來向主線程發送數據。
//worker.js文件 function fibonacci(n) { return n<=2 ? 1 : fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2) //遞歸調用 } console.log(this)//[object DedicatedWorkerGlobalScope] this.onmessage = function (event) { var number = event.data console.log("分線程接收到主線程發送的數據: "+number) //計算 var result = fibonacci(number) postMessage(result) console.log("分線程向主線程返回數據: "+result) // alert(result) alert是window的方法, 在分線程不能調用 // 分線程中的全局對象不再是window, 所以在分線程中不可能更新界面 }
這樣當分線程在計算時,用戶界面還可以操作,而且更早拿到計算后數據,響應速度更快了。
不能跨域加載JS
worker內代碼不能訪問DOM(更新UI)
不是每個瀏覽器都支持這個新特性(本文例子只能在Firefox瀏覽器上運行,chrome不支持)
如果需要源代碼,請猛戳Web Workers
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參考文章 進程和線程 進程與線程的一個簡單解釋 關于JavaScript單線程的一些事 JavaScript 運行機制詳解:再談Event Loop Web Worker 是什么鬼? Web Worker 使用教程文章版權歸作者所有,未經允許請勿轉載,若此文章存在違規行為,您可以聯系管理員刪除。
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