作者
SHERlocked93
责编
胡巍巍
大多数设备的刷新频率是60Hz,也就说是浏览器对每一帧画面的渲染工作要在16ms内完成,超出这个时间,页面的渲染就会出现卡顿现象,影响用户体验。前端的用户体验给了前端直观的印象,因此对B/S架构的开发人员来说,熟悉浏览器的内部执行原理显得尤为重要。
浏览器主要组成与浏览器线程
1.1浏览器组件
浏览器大体上由以下几个组件组成,各个浏览器可能有一点不同。
界面控件–包括地址栏,前进后退,书签菜单等窗口上除了网页显示区域以外的部分浏览器引擎–查询与操作渲染引擎的接口渲染引擎–负责显示请求的内容。比如请求到HTML,它会负责解析HTML、CSS并将结果显示到窗口中网络–用于网络请求,如HTTP请求。它包括平台无关的接口和各平台独立的实现UI后端–绘制基础元件,如组合框与窗口。它提供平台无关的接口,内部使用操作系统的相应实现JS解释器-用于解析执行JavaScript代码数据存储持久层-浏览器需要把所有数据存到硬盘上,如cookies。新的HTML5规范规定了一个完整(虽然轻量级)的浏览器中的数据库webdatabase注意:chrome浏览器与其他浏览器不同,chrome使用多个渲染引擎实例,每个Tab页一个,即每个Tab都是一个独立进程。
1.2浏览器中的进程与线程
Chrome浏览器使用多个进程来隔离不同的网页,在Chrome中打开一个网页相当于起了一个进程,每个tab网页都有由其独立的渲染引擎实例。因为如果非多进程的话,如果浏览器中的一个tab网页崩溃,将会导致其他被打开的网页应用。另外相对于线程,进程之间是不共享资源和地址空间的,所以不会存在太多的安全问题,而由于多个线程共享着相同的地址空间和资源,所以会存在线程之间有可能会恶意修改或者获取非授权数据等复杂的安全问题。
在内核控制下各线程相互配合以保持同步,一个浏览器通常由以下常驻线程组成:
1.GUI渲染线程
GUI渲染线程负责渲染浏览器界面HTML元素,当界面需要重绘(Repaint)或由于某种操作引发回流(reflow)时,该线程就会执行。在Javascript引擎运行脚本期间,GUI渲染线程都是处于挂起状态的,也就是说被冻结了.
2.JavaScript引擎线程
JS为处理页面中用户的交互,以及操作DOM树、CSS样式树来给用户呈现一份动态而丰富的交互体验和服务器逻辑的交互处理。如果JS是多线程的方式来操作这些UIDOM,则可能出现UI操作的冲突;如果JS是多线程的话,在多线程的交互下,处于UI中的DOM节点就可能成为一个临界资源,假设存在两个线程同时操作一个DOM,一个负责修改一个负责删除,那么这个时候就需要浏览器来裁决如何生效哪个线程的执行结果,当然我们可以通过锁来解决上面的问题。但为了避免因为引入了锁而带来更大的复杂性,JS在最初就选择了单线程执行。
GUI渲染线程与JS引擎线程互斥的,是由于JavaScript是可操纵DOM的,如果在修改这些元素属性同时渲染界面(即JavaScript线程和UI线程同时运行),那么渲染线程前后获得的元素数据就可能不一致。当JavaScript引擎执行时GUI线程会被挂起,GUI更新会被保存在一个队列中等到引擎线程空闲时立即被执行。由于GUI渲染线程与JS执行线程是互斥的关系,当浏览器在执行JS程序的时候,GUI渲染线程会被保存在一个队列中,直到JS程序执行完成,才会接着执行。因此如果JS执行的时间过长,这样就会造成页面的渲染不连贯,导致页面渲染加载阻塞的感觉。
3.定时触发器线程
浏览器定时计数器并不是由JS引擎计数的,因为JS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,因此通过单独线程来计时并触发定时是更为合理的方案。
4.事件触发线程
当一个事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。这些事件可以是当前执行的代码块如定时任务、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,但由于JS的单线程关系所有这些事件都得排队等待JS引擎处理。
5.异步