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恋上keyboard,恋上coding

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autmn 赞了文章 · 2018-10-21

React 中同构(SSR)原理脉络梳理

react-server-side-rendering.jpg

随着越来越多新型前端框架的推出,SSR 这个概念在前端开发领域的流行度越来越高,也有越来越多的项目采用这种技术方案进行了实现。SSR 产生的背景是什么?适用的场景是什么?实现的原理又是什么?希望大家在这篇文章中能够找到你想要的答案。

说到 SSR,很多人的第一反应是“服务器端渲染”,但我更倾向于称之为“同构”,所以首先我们来对“客户端渲染”,“服务器端渲染”,“同构”这三个概念简单的做一个分析:

客户端渲染:客户端渲染,页面初始加载的 HTML 页面中无网页展示内容,需要加载执行JavaScript 文件中的 React 代码,通过 JavaScript 渲染生成页面,同时,JavaScript 代码会完成页面交互事件的绑定,详细流程可参考下图(图片取材自 fullstackacademy.com):

client-side-rendering.jpg

服务器端渲染:用户请求服务器,服务器上直接生成 HTML 内容并返回给浏览器。服务器端渲染来,页面的内容是由 Server 端生成的。一般来说,服务器端渲染的页面交互能力有限,如果要实现复杂交互,还是要通过引入 JavaScript 文件来辅助实现。服务器端渲染这个概念,适用于任何后端语言。

server-side-rendering.jpg

同构:同构这个概念存在于 Vue,React 这些新型的前端框架中,同构实际上是客户端渲染和服务器端渲染的一个整合。我们把页面的展示内容和交互写在一起,让代码执行两次。在服务器端执行一次,用于实现服务器端渲染,在客户端再执行一次,用于接管页面交互,详细流程可参考下图(图片取材自 fullstackacademy.com):

ssr.jpg

一般情况下,当我们使用 React 编写代码时,页面都是由客户端执行 JavaScript 逻辑动态挂 DOM 生成的,也就是说这种普通的单页面应用实际上采用的是客户端渲染模式。在大多数情况下,客户端渲染完全能够满足我们的业务需求,那为什么我们还需要 SSR 这种同构技术呢?

使用 SSR 技术的主要因素:

  1. CSR 项目的 TTFP(Time To First Page)时间比较长,参考之前的图例,在 CSR 的页面渲染流程中,首先要加载 HTML 文件,之后要下载页面所需的 JavaScript 文件,然后 JavaScript 文件渲染生成页面。在这个渲染过程中至少涉及到两个 HTTP 请求周期,所以会有一定的耗时,这也是为什么大家在低网速下访问普通的 React 或者 Vue 应用时,初始页面会有出现白屏的原因。
  2. CSR 项目的 SEO 能力极弱,在搜索引擎中基本上不可能有好的排名。因为目前大多数搜索引擎主要识别的内容还是 HTML,对 JavaScript 文件内容的识别都还比较弱。如果一个项目的流量入口来自于搜索引擎,这个时候你使用 CSR 进行开发,就非常不合适了。

SSR 的产生,主要就是为了解决上面所说的两个问题。在 React 中使用 SSR 技术,我们让 React 代码在服务器端先执行一次,使得用户下载的 HTML 已经包含了所有的页面展示内容,这样,页面展示的过程只需要经历一个 HTTP 请求周期,TTFP 时间得到一倍以上的缩减。

同时,由于 HTML 中已经包含了网页的所有内容,所以网页的 SEO 效果也会变的非常好。之后,我们让 React 代码在客户端再次执行,为 HTML 网页中的内容添加数据及事件的绑定,页面就具备了 React 的各种交互能力。

但是,SSR 这种理念的实现,并非易事。我们来看一下在 React 中实现 SSR 技术的架构图:

ssr-framework.jpg

使用 SSR 这种技术,将使原本简单的 React 项目变得非常复杂,项目的可维护性会降低,代码问题的追溯也会变得困难。

所以,使用 SSR 在解决问题的同时,也会带来非常多的副作用,有的时候,这些副作用的伤害比起 SSR 技术带来的优势要大的多。从个人经验上来说,我一般建议大家,除非你的项目特别依赖搜索引擎流量,或者对首屏时间有特殊的要求,否则不建议使用 SSR。

好,如果你确实遇到了 React 项目中要使用 SSR 的场景并决定使用 SSR,那么接下来我们就结合上面这张 SSR 架构图,开启 SSR 技术点的难点剖析。

在开始之前,我们先来分析下虚拟 DOM 和 SSR 的关系。

SSR 之所以能够实现,本质上是因为虚拟 DOM 的存在

上面我们说过,SSR 的工程中,React 代码会在客户端和服务器端各执行一次。你可能会想,这没什么问题,都是 JavaScript 代码,既可以在浏览器上运行,又可以在 Node 环境下运行。但事实并非如此,如果你的 React 代码里,存在直接操作 DOM 的代码,那么就无法实现 SSR 这种技术了,因为在 Node 环境下,是没有 DOM 这个概念存在的,所以这些代码在 Node 环境下是会报错的。

好在 React 框架中引入了一个概念叫做虚拟 DOM,虚拟 DOM 是真实 DOM 的一个 JavaScript 对象映射,React 在做页面操作时,实际上不是直接操作 DOM,而是操作虚拟 DOM,也就是操作普通的 JavaScript 对象,这就使得 SSR 成为了可能。在服务器,我可以操作 JavaScript 对象,判断环境是服务器环境,我们把虚拟 DOM 映射成字符串输出;在客户端,我也可以操作 JavaScript 对象,判断环境是客户端环境,我就直接将虚拟 DOM 映射成真实 DOM,完成页面挂载。

其他的一些框架,比如 Vue,它能够实现 SSR 也是因为引入了和 React 中一样的虚拟 DOM 技术。

好,接下来我们回过头看流程图,前两步不说了,服务器端渲染肯定要先向 Node 服务器发送请求。重点是第 3 步,大家可以看到,服务器端要根据请求的地址,判断要展示什么样的页面了,这一步叫做服务器端路由。

我们再看第 10 步,当客户端接收到 JavaScript 文件后,要根据当前的路径,在浏览器上再判断当前要展示的组件,重新进行一次客户端渲染,这个时候,还要经历一次客户端路由(前端路由)。

那么,我们下面要说的就是服务器端路由和客户端路由的区别。

SSR 中客户端渲染与服务器端渲染路由代码的差异

实现 React 的 SSR 架构,我们需要让相同的 React 代码在客户端和服务器端各执行一次。大家注意,这里说的相同的 React 代码,指的是我们写的各种组件代码,所以在同构中,只有组件的代码是可以公用的,而路由这样的代码是没有办法公用的,大家思考下这是为什么呢?其实原因很简单,在服务器端需要通过请求路径,找到路由组件,而在客户端需通过浏览器中的网址,找到路由组件,是完全不同的两套机制,所以这部分代码是肯定无法公用。我们来看看在 SSR 中,前后端路由的实现代码:

客户端路由:

const App = () => {
  return (
    <Provider store={store}>
      <BrowserRouter>
        <div>
          <Route path='/' component={Home}>
          </div>
      </BrowserRouter>
    </Provider>
  )
}

ReactDom.render(<App/>, document.querySelector('#root'))

客户端路由代码非常简单,大家一定很熟悉,BrowserRouter 会自动从浏览器地址中,匹配对应的路由组件显示出来。

服务器端路由代码:

const App = () => {
  return 
    <Provider store={store}>
      <StaticRouter location={req.path} context={context}>
        <div>
          <Route path='/' component={Home}>
        </div>
      </StaticRouter>
    </Provider>
}

Return ReactDom.renderToString(<App/>)

服务器端路由代码相对要复杂一点,需要你把 location(当前请求路径)传递给 StaticRouter 组件,这样 StaticRouter 才能根据路径分析出当前所需要的组件是谁。(PS:StaticRouter 是 React-Router 针对服务器端渲染专门提供的一个路由组件。)

通过 BrowserRouter 我们能够匹配到浏览器即将显示的路由组件,对浏览器来说,我们需要把组件转化成 DOM,所以需要我们使用 ReactDom.render 方法来进行 DOM 的挂载。而 StaticRouter 能够在服务器端匹配到将要显示的组件,对服务器端来说,我们要把组件转化成字符串,这时我们只需要调用 ReactDom 提供的 renderToString 方法,就可以得到 App 组件对应的 HTML 字符串。

对于一个 React 应用来说,路由一般是整个程序的执行入口。在 SSR 中,服务器端的路由和客户端的路由不一样,也就意味着服务器端的入口代码和客户端的入口代码是不同的。

我们知道, React 代码是要通过 Webpack 打包之后才能运行的,也就是第 3 步和第10 步运行的代码,实际上是源代码打包过后生成的代码。上面也说到,服务器端和客户端渲染中的代码,只有一部分一致,其余是有区别的。所以,针对代码运行环境的不同,要进行有区别的 Webpack 打包。

服务器端代码和客户端代码的打包差异

简单写两个 Webpack 配置文件作为 DEMO:

客户端 Webpack 配置

{
  entry: './src/client/index.js',
  output: {
    filename: 'index.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'public')
  },
  module: {
    rules: [{
      test: /\.js?$/,
      loader: 'babel-loader'
    },{
      test: /\.css?$/,
      use: ['style-loader', {
        loader: 'css-loader',
        options: {modules: true}
      }]
    },{
      test: /\.(png|jpeg|jpg|gif|svg)?$/,
      loader: 'url-loader',
      options: {
        limit: 8000,
        publicPath: '/'
      }
    }]
  }
}

服务器端 Webpack 配置:

{
  target: 'node',
  entry: './src/server/index.js',
  output: {
    filename: 'bundle.js',
    path: path.resolve(__dirname, 'build')
  },
  externals: [nodeExternals()],
  module: {
    rules: [{
      test: /\.js?$/,
      loader: 'babel-loader'
    },{
      test: /\.css?$/,
      use: ['isomorphic-style-loader', {
        loader: 'css-loader',
        options: {modules: true}
      }]
    },{
      test: /\.(png|jpeg|jpg|gif|svg)?$/,
      loader: 'url-loader',
      options: {
        limit: 8000,
        outputPath: '../public/',
        publicPath: '/'
      }
    }]
  }
};

上面我们说了,在 SSR 中,服务器端渲染的代码和客户端的代码的入口路由代码是有差异的,所以在 Webpack 中,Entry 的配置首先肯定是不同的。

在服务器端运行的代码,有时我们需要引入 Node 中的一些核心模块,我们需要 Webpack 做打包的时候能够识别出类似的核心模块,一旦发现是核心模块,不必把模块的代码合并到最终生成的代码中,解决这个问题的方法非常简单,在服务器端的 Webpack配置中,你只要加入 target: node 这个配置即可。

服务器端渲染的代码,如果加载第三方模块,这些第三方模块也是不需要被打包到最终的源码中的,因为 Node 环境下通过 NPM 已经安装了这些包,直接引用就可以,不需要额外再打包到代码里。为了解决这个问题,我们可以使用 webpack-node-externals 这个插件,代码中的 nodeExternals 指的就是这个插件,通过这个插件,我们就能解决这个问题。关于 Node 这里的打包问题,可能看起来有些抽象,不是很明白的同学可以仔细读一下 webpack-node-externals 相关的文章或文档,你就能很好的明白这里存在的问题了。

接下来我们继续分析,当我们的 React 代码中引入了一些 CSS 样式代码时,服务器端打包的过程会处理一遍 CSS,而客户端又会处理一遍。查看配置,我们可以看到,服务器端打包时我们用了 isomorphic-style-loader,它处理 CSS 的时候,只在对应的 DOM 元素上生成 class 类名,然后返回生成的 CSS 样式代码。

而在客户端代码打包配置中,我们使用了 css-loader 和 style-loader,css-loader 不但会在 DOM 上生成 class 类名,解析好的 CSS 代码,还会通过 style-loader 把代码挂载到页面上。不过这么做,由于页面上的样式实际上最终是由客户端渲染时添加上的,所以页面可能会存在一开始没有样式的情况,为了解决这个问题, 我们可以在服务器端渲染时,拿到 isomorphic-style-loader 返回的样式代码,然后以字符串的形式添加到服务器端渲染的 HTML 之中。

而对于图片等类型的文件引入,url-loader 也会在服务器端代码和客户端代码打包的过程中分别进行打包,这里,我偷了一个懒,无论服务器端打包还是客户端打包,我都让打包生成的文件存储在 public 目录下,这样,虽然文件会打包出来两遍,但是后打包出来的文件会覆盖之前的文件,所以看起来还是只有一份文件。

当然,这样做的性能和优雅性并不高,只是给大家提供一个小的思路,如果想进行优化,你可以让图片的打包只进行一次,借助一些 Webpack 的插件,实现这个也并非难事,你甚至可以自己也写一个 loader,来解决这样的问题。

如果你的 React 应用中没有异步数据的获取,单纯的做一些静态内容展示,经过上面的配置,你会发现一个简单的 SSR 应用很快的就可以被实现出来了。但是,真正的一个 React 项目中,我们肯定要有异步数据的获取,绝大多数情况下,我们还要使用 Redux 管理数据。而如果想在 SSR 应用中实现,就不是这么简单了。

SSR 中异步数据的获取 + Redux 的使用

客户端渲染中,异步数据结合 Redux 的使用方式遵循下面的流程(对应图中第 12 步):

  1. 创建 Store
  2. 根据路由显示组件
  3. 派发 Action 获取数据
  4. 更新 Store 中的数据
  5. 组件 Rerender

而在服务器端,页面一旦确定内容,就没有办法 Rerender 了,这就要求组件显示的时候,就要把 Store 的数据都准备好,所以服务器端异步数据结合 Redux 的使用方式,流程是下面的样子(对应图中第 4 步):

  1. 创建 Store
  2. 根据路由分析 Store 中需要的数据
  3. 派发 Action 获取数据
  4. 更新Store 中的数据
  5. 结合数据和组件生成 HTML,一次性返回

下面,我们分析下服务器端渲染这部分的流程:

  1. 创建 Store:这一部分有坑,要注意避免,大家知道,客户端渲染中,用户的浏览器中永远只存在一个 Store,所以代码上你可以这么写:
const store = createStore(reducer, defaultState)
export default store;

然而在服务器端,这么写就有问题了,因为服务器端的 Store 是所有用户都要用的,如果像上面这样构建 Store,Store 变成了一个单例,所有用户共享 Store,显然就有问题了。所以在服务器端渲染中,Store 的创建应该像下面这样,返回一个函数,每个用户访问的时候,这个函数重新执行,为每个用户提供一个独立的 Store:

const getStore = (req) => {
  return createStore(reducer, defaultState);
}
export default getStore;
  1. 根据路由分析 Store 中需要的数据: 要想实现这个步骤,在服务器端,首先我们要分析当前出路由要加载的所有组件,这个时候我们可以借助一些第三方的包,比如说 react-router-config, 具体这个包怎么使用,不做过多说明,大家可以查看文档,使用这个包,传入服务器请求路径,它就会帮助你分析出这个路径下要展示的所有组件。
  2. 派发 Action 获取数据: 接下来,我们在每个组件上增加一个获取数据的方法:
Home.loadData = (store) => {
  return store.dispatch(getHomeList())
}

这个方法需要你把服务器端渲染的 Store 传递进来,它的作用就是帮助服务器端的 Store 获取到这个组件所需的数据。 所以,组件上有了这样的方法,同时我们也有当前路由所需要的所有组件,依次调用各个组件上的 loadData 方法,就能够获取到路由所需的所有数据内容了。

  1. 更新 Store 中的数据: 其实,当我们执行第三步的时候,已经在更新 Store 中的数据了,但是,我们要在生成 HTML 之前,保证所有的数据都获取完毕,这怎么处理呢?
// matchedRoutes 是当前路由对应的所有需要显示的组件集合
matchedRoutes.forEach(item => {
  if (item.route.loadData) {
    const promise = new Promise((resolve, reject) => {
      item.route.loadData(store).then(resolve).catch(resolve);
    })
    promises.push(promise);
  }
})

Promise.all(promises).then(() => {
  // 生成 HTML 逻辑
})

这里,我们使用 Promise 来解决这个问题,我们构建一个 Promise 队列,等待所有的 Promise 都执行结束后,也就是所有 store.dispatch 都执行完毕后,再去生成 HTML。这样的话,我们就实现了结合 Redux 的 SSR 流程。

在上面,我们说到,服务器端渲染时,页面的数据是通过 loadData 函数来获取的。而在客户端,数据获取依然要做,因为如果这个页面是你访问的第一个页面,那么你看到的内容是服务器端渲染出来的,但是如果经过 react-router 路由跳转道第二个页面,那么这个页面就完全是客户端渲染出来的了,所以客户端也要去拿数据。

在客户端获取数据,使用的是我们最习惯的方式,通过 componentDidMount 进行数据的获取。这里要注意的是,componentDidMount 只在客户端才会执行,在服务器端这个生命周期函数是不会执行的。所以我们不必担心 componentDidMount 和 loadData 会有冲突,放心使用即可。这也是为什么数据的获取应该放到 componentDidMount 这个生命周期函数中而不是 componentWillMount 中的原因,可以避免服务器端获取数据和客户端获取数据的冲突。

Node 只是一个中间层

上一部分我们说到了获取数据的问题,在 SSR 架构中,一般 Node 只是一个中间层,用来做 React 代码的服务器端渲染,而 Node 需要的数据通常由 API 服务器单独提供。

这样做一是为了工程解耦,二也是为了规避 Node 服务器的一些计算性能问题。

请大家关注图中的第 4 步和第 12,13 步,我们接下来分析这几个步骤。

服务器端渲染时,直接请求 API 服务器的接口获取数据没有任何问题。但是在客户端,就有可能存在跨域的问题了,所以,这个时候,我们需要在服务器端搭建 Proxy 代理功能,客户端不直接请求 API 服务器,而是请求 Node 服务器,经过代理转发,拿到 API 服务器的数据。

这里你可以通过 express-http-proxy 这样的工具帮助你快速搭建 Proxy 代理功能,但是记得配置的时候,要让代理服务器不仅仅帮你转发请求,还要把 cookie 携带上,这样才不会有权限校验上的一些问题。

// Node 代理功能实现代码
app.use('/api', proxy('http://apiServer.com', {
  proxyReqPathResolver: function (req) {
    return '/ssr' + req.url;
  }
}));

总结:

到这里,整个 SSR 的流程体系中关键知识点的原理就串联起来了,如果你之前适用过 SSR 框架,那么这些知识点的整理我相信可以从原理层面很好的帮助到你。

当然,我也考虑到阅读本篇文章的同学可能有很大一部分对 SSR 的基础知识非常有限,看了文章可能会云里雾里,这里为了帮助这些同学,我编写了一个非常简单的 SSR 框架,代码放在这里:

https://files.alicdn.com/tpss...

初学者结合上面的流程图,一步步梳理流程图中的逻辑,梳理结束后,回来再看一遍这篇文章,相信大家就豁然开朗了。

当然在真正实现 SSR 架构的过程中,难点有时不是实现的思路,而是细节的处理。比如说如何针对不同页面设置不同的 title 和 description 来提升 SEO 效果,这时候,我们其实可以用 react-helmet 这样的工具帮我们达成目标,这个工具对客户端和服务器端渲染的效果都很棒,值得推荐。还有一些诸如工程目录的设计,404,301 重定向情况的处理等等,不过这些问题,我们只需要在实践中遇到的时候逐个攻破就可以了。

好了,关于 SSR 的全部分享就到这里,希望这篇文章能够或多或少帮助到你。

参考文档

文章可随意转载,但请保留此 原文链接
非常欢迎有激情的你加入 ES2049 Studio,简历请发送至 caijun.hcj(at)alibaba-inc.com 。
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赞 162 收藏 112 评论 8

autmn 提出了问题 · 2018-07-19

在ant design 中使用 sortOrder对table 进行降序排序报错

在ant design 中使用 sortOrder对table 进行降序排序报错 (使用typescript)
colums 的设置如下:
{

title: '营业额',
dataIndex: 'turnover',
key: 'turnover',
sortOrder: 'descend',
sorter: (a, b) => a.turnover - b.turnover,

},

错误信息:
Types of property 'sortOrder' are incompatible.
Type 'string' is not assignable to type '"descend" | "ascend" | undefined'.

官网文档描述如下:
图片描述

关注 3 回答 1

autmn 赞了文章 · 2018-06-27

Ant Design upload 组件快速配置使用七牛云

在使用ant design开发后台业务过程中,遇到了给upload组件配置后台服务器的问题。因为用习惯了七牛云的快速易用,以及喜欢它的自动压缩接口,因此第一反应就是想怎么配置上传到七牛云上面。
不过经过多番搜寻,并没找到好的解决方案。官方推荐参考的jQuery-File-Upload服务端上传接口实现测试了几个nodejs的实现,发现很久没有维护了,存在一些问题。于是只能从阅读ant design源代码来看能不能怎么修改upload的上传方式,从而实现提交图片过去。

首先从ant design的upload组件源码可以看到,它是基于这个upload组件编写的。再看该upload组件,得到具体的request实现:

function getError(option, xhr) {
  const msg = `cannot post ${option.action} ${xhr.status}'`;
  const err = new Error(msg);
  err.status = xhr.status;
  err.method = 'post';
  err.url = option.action;
  return err;
}

function getBody(xhr) {
  const text = xhr.responseText || xhr.response;
  if (!text) {
    return text;
  }

  try {
    return JSON.parse(text);
  } catch (e) {
    return text;
  }
}

// option {
//  onProgress: (event: { percent: number }): void,
//  onError: (event: Error, body?: Object): void,
//  onSuccess: (body: Object): void,
//  data: Object,
//  filename: String,
//  file: File,
//  withCredentials: Boolean,
//  action: String,
//  headers: Object,
// }
export default function upload(option) {
  const xhr = new XMLHttpRequest();

  if (option.onProgress && xhr.upload) {
    xhr.upload.onprogress = function progress(e) {
      if (e.total > 0) {
        e.percent = e.loaded / e.total * 100;
      }
      option.onProgress(e);
    };
  }

  const formData = new FormData();

  if (option.data) {
    Object.keys(option.data).map(key => {
      formData.append(key, option.data[key]);
    });
  }

  formData.append(option.filename, option.file);

  xhr.onerror = function error(e) {
    option.onError(e);
  };

  xhr.onload = function onload() {
    // allow success when 2xx status
    // see https://github.com/react-component/upload/issues/34
    if (xhr.status < 200 || xhr.status >= 300) {
      return option.onError(getError(option, xhr), getBody(xhr));
    }

    option.onSuccess(getBody(xhr), xhr);
  };


  xhr.open('post', option.action, true);

  // Has to be after `.open()`. See https://github.com/enyo/dropzone/issues/179
  if (option.withCredentials && 'withCredentials' in xhr) {
    xhr.withCredentials = true;
  }

  const headers = option.headers || {};

  // when set headers['X-Requested-With'] = null , can close default XHR header
  // see https://github.com/react-component/upload/issues/33
  if (headers['X-Requested-With'] !== null) {
    xhr.setRequestHeader('X-Requested-With', 'XMLHttpRequest');
  }

  for (const h in headers) {
    if (headers.hasOwnProperty(h) && headers[h] !== null) {
      xhr.setRequestHeader(h, headers[h]);
    }
  }
  xhr.send(formData);

  return {
    abort() {
      xhr.abort();
    },
  };
}

至此上传的逻辑一目了然,那么可以怎么改造呢?再翻阅一下七牛云的文档,得到一个利用js上传的实现:

/*
 *   本示例演示七牛云存储表单上传
 *
 *   按照以下的步骤运行示例:
 *
 *   1. 填写token。需要您不知道如何生成token,可以点击右侧的链接生成,然后将结果复制粘贴过来。
 *   2. 填写key。如果您在生成token的过程中指定了key,则将其输入至此。否则留空。
 *   3. 姓名是一个自定义的变量,如果生成token的过程中指定了returnUrl和returnBody,
 *      并且returnBody中指定了期望返回此字段,则七牛会将其返回给returnUrl对应的业务服务器。
 *      callbackBody亦然。
 *   4. 选择任意一张照片,然后点击提交即可
 *
 *   实际开发中,您可以通过后端开发语言动态生成这个表单,将token的hidden属性设置为true并对其进行赋值。
 *
 *  **********************************************************************************
 *  * 贡献代码:
 *  * 1. git clone git@github.com:icattlecoder/jsfiddle
 *  * 2. push代码到您的github库
 *  * 3. 测试效果,访问 http://jsfiddle.net/gh/get/jquery/1.9.1/<Your GitHub Name>/jsfiddle/tree/master/ajaxupload
 *  * 4. 提pr
 *   **********************************************************************************
 */
$(document).ready(function() {
    var Qiniu_UploadUrl = "http://up.qiniu.com";
    var progressbar = $("#progressbar"),
        progressLabel = $(".progress-label");
    progressbar.progressbar({
        value: false,
        change: function() {
            progressLabel.text(progressbar.progressbar("value") + "%");
        },
        complete: function() {
            progressLabel.text("Complete!");
        }
    });
    $("#btn_upload").click(function() {
        //普通上传
        var Qiniu_upload = function(f, token, key) {
            var xhr = new XMLHttpRequest();
            xhr.open('POST', Qiniu_UploadUrl, true);
            var formData, startDate;
            formData = new FormData();
            if (key !== null && key !== undefined) formData.append('key', key);
            formData.append('token', token);
            formData.append('file', f);
            var taking;
            xhr.upload.addEventListener("progress", function(evt) {
                if (evt.lengthComputable) {
                    var nowDate = new Date().getTime();
                    taking = nowDate - startDate;
                    var x = (evt.loaded) / 1024;
                    var y = taking / 1000;
                    var uploadSpeed = (x / y);
                    var formatSpeed;
                    if (uploadSpeed > 1024) {
                        formatSpeed = (uploadSpeed / 1024).toFixed(2) + "Mb\/s";
                    } else {
                        formatSpeed = uploadSpeed.toFixed(2) + "Kb\/s";
                    }
                    var percentComplete = Math.round(evt.loaded * 100 / evt.total);
                    progressbar.progressbar("value", percentComplete);
                    // console && console.log(percentComplete, ",", formatSpeed);
                }
            }, false);

            xhr.onreadystatechange = function(response) {
                if (xhr.readyState == 4 && xhr.status == 200 && xhr.responseText != "") {
                    var blkRet = JSON.parse(xhr.responseText);
                    console && console.log(blkRet);
                    $("#dialog").html(xhr.responseText).dialog();
                } else if (xhr.status != 200 && xhr.responseText) {

                }
            };
            startDate = new Date().getTime();
            $("#progressbar").show();
            xhr.send(formData);
        };
        var token = $("#token").val();
        if ($("#file")[0].files.length > 0 && token != "") {
            Qiniu_upload($("#file")[0].files[0], token, $("#key").val());
        } else {
            console && console.log("form input error");
        }
    })
})

通过审阅其中的核心逻辑可以知道,*它的上传逻辑与antd 的upload组件的核心区别就是formData增加了七牛云上传token:

formData.append('token', token);

而通过upload的request源码又可以知道,可以通过option.data传过来的参数执行formData.append('token', token);,该部分的源码如下:

const formData = new FormData();

  if (option.data) {
    Object.keys(option.data).map(key => {
      formData.append(key, option.data[key]);
    });
  }

由此,再参阅ant design官方文档可以知道,使用Upload组件时,可以通过data API传入自定义的data,那么自此就可以得到一个简洁的办法,通过以下sample code就可以实现Upload组件上传图片到七牛云:

const QINIU_SERVER = 'http://up.qiniu.com'
data = {
    token: 'PUT-YOUR-TOKEN-HERE',
  }
<Upload
    action={QINIU_SERVER}
    listType="picture-card"
    className="upload-list-inline"
    onChange={this.onChange}
    onPreview={this.handlePreview}
    fileList={fileList}
    data={this.data}
    >
        {uploadButton}
</Upload>

最后划重点:

BTW, 如果使用的是七牛云其他地区如华南地区的Bucket,需要替换使用其他地区的上传域名进action,具体可参考这里
Enjoy it!

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autmn 关注了问题 · 2018-06-24

create-react-app 中分离怎么修改入口配置来分离js

entry: {
  [require.resolve('./polyfills'), paths.appIndexJs],
}

这个是create-react-app默认的入口配置,我现在想要把公用的js分离出来,
如果用:webpack.optimize.CommonsChunkPlugin;
我该怎么修改呢;

或者是其他的方法?

关注 4 回答 2

autmn 回答了问题 · 2018-03-16

解决如果使用webpack + vue 做app,做完后怎么打包成app。

可以使用hbuilder进行打包

关注 4 回答 3

autmn 发布了文章 · 2018-03-09

最新react-native的开启方式

1安装node.js
打开http://nodejs.cn/下载node,然后安装即可
当打开命令行,输入node –v 出现node的版本号,说明安装成功
2 安装expo
打开 https://expo.io/learn或者打开...://pan.baidu.com/s/1u6A587nxlOfqD3WoGD7vGg下载expo这个APP,手机或虚拟机安装
3. 创建目录
创建一个目录用以存放RN的项目,这里取名reactNative
4.进入reactNative 下,npm全局安装create-react-native-app
命令行下输入:npm install –g create-react-native-app
5.npm创建RN项目 命令create-reat-native-app +项目名(网络原因,有时会安装不成功,可重试)

命令行下输入:create-reat-native-app test

6.启动项目

命令行下输入: yarn start

当出现如下图所示,即表示成功
图片描述
图1-1
如出现图中红色箭头所示,与你期待的ip地址不一样。可ctrl+c.然后输入命令set REACT_NATIVE_PACKAGER_HOSTNAME=你所期待的ip地址。最后再输入yarn start 即可。
7.expo 这个app扫一扫上面的二维码或者打开expo的搜索框输入exp:+你的IP+端口,即可。

注意1,手机或虚拟机必须与图1-1红色箭头所示的ip是同一个局域网。
注意2,expo打开链接出现闪退时,可命令窗口,重新启动项目

expo出现以图下所显示时,恭喜你成功了,任意编辑工具打开reactNative/test/App.js这个文件,修改,保存。expo会实时更新。之后,开启你的react-native 之旅吧。
图片描述

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autmn 发布了文章 · 2018-03-06

从现象看浏览器中js单线程运行

1.浏览器创建进程的现象

图片描述
如图所示默认的情况下打开浏览器,会创建以上进程。主要的三个为:浏览器进程,GPU进程,和一个默念的标签页进程。当打开浏览器的时候,浏览器也会为你开启的每一个插件创建一个进程。
图片描述
当我们点击创建一个新的标签页时,浏览器同样会创建一个新的进程

2.创建线程的现象

当打开多个空白标签页时,浏览器并不会为每一个空白标签创建一个进程。而是创建一个线程。
图片描述

从上图可以得出结论,一个域名(包含子域名)共享一个进程。从这个进程中的任何一个线程网页中新打开一个标签页(比如通过标签链接打开),都会新建一个线程。

结论:
1.默念有浏览器进程,GPU进程,和打开插件的进程
2.新建标签,并输入不同域名,会创建一个进程
3.在同一个进程下,打开的标签页,都是隶属这个进程下的线程,如在百度搜索下,点击进入react网站
图片描述
3.对js单线程运行的理解
图片描述
在windows的任务管理器上,我们会发现,当前激活的标签页,会在主进程下的线程上运行。
所以,我认为我们每打开一个网页标签,浏览器都会创建一个线程。当我们浏览某个网页的时候,js引擎就会切换到这个网页线程上运行。

查看原文

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autmn 赞了文章 · 2018-01-23

从浏览器多进程到JS单线程,JS运行机制最全面的一次梳理

前言

见解有限,如有描述不当之处,请帮忙及时指出,如有错误,会及时修正。

----------超长文+多图预警,需要花费不少时间。----------

如果看完本文后,还对进程线程傻傻分不清,不清楚浏览器多进程、浏览器内核多线程、JS单线程、JS运行机制的区别。那么请回复我,一定是我写的还不够清晰,我来改。。。

----------正文开始----------

最近发现有不少介绍JS单线程运行机制的文章,但是发现很多都仅仅是介绍某一部分的知识,而且各个地方的说法还不统一,容易造成困惑。
因此准备梳理这块知识点,结合已有的认知,基于网上的大量参考资料,
从浏览器多进程到JS单线程,将JS引擎的运行机制系统的梳理一遍。

展现形式:由于是属于系统梳理型,就没有由浅入深了,而是从头到尾的梳理知识体系,
重点是将关键节点的知识点串联起来,而不是仅仅剖析某一部分知识。

内容是:从浏览器进程,再到浏览器内核运行,再到JS引擎单线程,再到JS事件循环机制,从头到尾系统的梳理一遍,摆脱碎片化,形成一个知识体系

目标是:看完这篇文章后,对浏览器多进程,JS单线程,JS事件循环机制这些都能有一定理解,
有一个知识体系骨架,而不是似懂非懂的感觉。

另外,本文适合有一定经验的前端人员,新手请规避,避免受到过多的概念冲击。可以先存起来,有了一定理解后再看,也可以分成多批次观看,避免过度疲劳。

大纲

  • 区分进程和线程
  • 浏览器是多进程的

    • 浏览器都包含哪些进程?
    • 浏览器多进程的优势
    • 重点是浏览器内核(渲染进程)
    • Browser进程和浏览器内核(Renderer进程)的通信过程
  • 梳理浏览器内核中线程之间的关系

    • GUI渲染线程与JS引擎线程互斥
    • JS阻塞页面加载
    • WebWorker,JS的多线程?
    • WebWorker与SharedWorker
  • 简单梳理下浏览器渲染流程

    • load事件与DOMContentLoaded事件的先后
    • css加载是否会阻塞dom树渲染?
    • 普通图层和复合图层
  • 从Event Loop谈JS的运行机制

    • 事件循环机制进一步补充
    • 单独说说定时器
    • setTimeout而不是setInterval
  • 事件循环进阶:macrotask与microtask
  • 写在最后的话

区分进程和线程

线程和进程区分不清,是很多新手都会犯的错误,没有关系。这很正常。先看看下面这个形象的比喻:

- 进程是一个工厂,工厂有它的独立资源

- 工厂之间相互独立

- 线程是工厂中的工人,多个工人协作完成任务

- 工厂内有一个或多个工人

- 工人之间共享空间

再完善完善概念:

- 工厂的资源 -> 系统分配的内存(独立的一块内存)

- 工厂之间的相互独立 -> 进程之间相互独立

- 多个工人协作完成任务 -> 多个线程在进程中协作完成任务

- 工厂内有一个或多个工人 -> 一个进程由一个或多个线程组成

- 工人之间共享空间 -> 同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)

然后再巩固下:

如果是windows电脑中,可以打开任务管理器,可以看到有一个后台进程列表。对,那里就是查看进程的地方,而且可以看到每个进程的内存资源信息以及cpu占有率。

所以,应该更容易理解了:进程是cpu资源分配的最小单位(系统会给它分配内存)

最后,再用较为官方的术语描述一遍:

  • 进程是cpu资源分配的最小单位(是能拥有资源和独立运行的最小单位)
  • 线程是cpu调度的最小单位(线程是建立在进程的基础上的一次程序运行单位,一个进程中可以有多个线程)

tips

  • 不同进程之间也可以通信,不过代价较大
  • 现在,一般通用的叫法:单线程与多线程,都是指在一个进程内的单和多。(所以核心还是得属于一个进程才行)

浏览器是多进程的

理解了进程与线程了区别后,接下来对浏览器进行一定程度上的认识:(先看下简化理解)

  • 浏览器是多进程的
  • 浏览器之所以能够运行,是因为系统给它的进程分配了资源(cpu、内存)
  • 简单点理解,每打开一个Tab页,就相当于创建了一个独立的浏览器进程。

关于以上几点的验证,请再第一张图

图中打开了Chrome浏览器的多个标签页,然后可以在Chrome的任务管理器中看到有多个进程(分别是每一个Tab页面有一个独立的进程,以及一个主进程)。
感兴趣的可以自行尝试下,如果再多打开一个Tab页,进程正常会+1以上

注意:在这里浏览器应该也有自己的优化机制,有时候打开多个tab页后,可以在Chrome任务管理器中看到,有些进程被合并了
(所以每一个Tab标签对应一个进程并不一定是绝对的)

浏览器都包含哪些进程?

知道了浏览器是多进程后,再来看看它到底包含哪些进程:(为了简化理解,仅列举主要进程)

  1. Browser进程:浏览器的主进程(负责协调、主控),只有一个。作用有

    • 负责浏览器界面显示,与用户交互。如前进,后退等
    • 负责各个页面的管理,创建和销毁其他进程
    • 将Renderer进程得到的内存中的Bitmap,绘制到用户界面上
    • 网络资源的管理,下载等
  2. 第三方插件进程:每种类型的插件对应一个进程,仅当使用该插件时才创建
  3. GPU进程:最多一个,用于3D绘制等
  4. 浏览器渲染进程(浏览器内核)(Renderer进程,内部是多线程的):默认每个Tab页面一个进程,互不影响。主要作用为

    • 页面渲染,脚本执行,事件处理等

强化记忆:在浏览器中打开一个网页相当于新起了一个进程(进程内有自己的多线程)

当然,浏览器有时会将多个进程合并(譬如打开多个空白标签页后,会发现多个空白标签页被合并成了一个进程),如图

另外,可以通过Chrome的更多工具 -> 任务管理器自行验证

浏览器多进程的优势

相比于单进程浏览器,多进程有如下优点:

  • 避免单个page crash影响整个浏览器
  • 避免第三方插件crash影响整个浏览器
  • 多进程充分利用多核优势
  • 方便使用沙盒模型隔离插件等进程,提高浏览器稳定性

简单点理解:如果浏览器是单进程,那么某个Tab页崩溃了,就影响了整个浏览器,体验有多差;同理如果是单进程,插件崩溃了也会影响整个浏览器;而且多进程还有其它的诸多优势。。。

当然,内存等资源消耗也会更大,有点空间换时间的意思。

重点是浏览器内核(渲染进程)

重点来了,我们可以看到,上面提到了这么多的进程,那么,对于普通的前端操作来说,最终要的是什么呢?答案是渲染进程

可以这样理解,页面的渲染,JS的执行,事件的循环,都在这个进程内进行。接下来重点分析这个进程

请牢记,浏览器的渲染进程是多线程的(这点如果不理解,请回头看进程和线程的区分

终于到了线程这个概念了?,好亲切。那么接下来看看它都包含了哪些线程(列举一些主要常驻线程):

  1. GUI渲染线程

    • 负责渲染浏览器界面,解析HTML,CSS,构建DOM树和RenderObject树,布局和绘制等。
    • 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
    • 注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起(相当于被冻结了),GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行。
  2. JS引擎线程

    • 也称为JS内核,负责处理Javascript脚本程序。(例如V8引擎)
    • JS引擎线程负责解析Javascript脚本,运行代码。
    • JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来,然后加以处理,一个Tab页(renderer进程)中无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序
    • 同样注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,所以如果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。
  3. 事件触发线程

    • 归属于浏览器而不是JS引擎,用来控制事件循环(可以理解,JS引擎自己都忙不过来,需要浏览器另开线程协助)
    • 当JS引擎执行代码块如setTimeOut时(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),会将对应任务添加到事件线程中
    • 当对应的事件符合触发条件被触发时,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
    • 注意,由于JS的单线程关系,所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理(当JS引擎空闲时才会去执行)

  4. 定时触发器线程

    • 传说中的setIntervalsetTimeout所在线程
    • 浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的,(因为JavaScript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(计时完毕后,添加到事件队列中,等待JS引擎空闲后执行)
    • 注意,W3C在HTML标准中规定,规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。
  5. 异步http请求线程

    • 在XMLHttpRequest在连接后是通过浏览器新开一个线程请求
    • 将检测到状态变更时,如果设置有回调函数,异步线程就产生状态变更事件,将这个回调再放入事件队列中。再由JavaScript引擎执行。

看到这里,如果觉得累了,可以先休息下,这些概念需要被消化,毕竟后续将提到的事件循环机制就是基于事件触发线程的,所以如果仅仅是看某个碎片化知识,
可能会有一种似懂非懂的感觉。要完成的梳理一遍才能快速沉淀,不易遗忘。放张图巩固下吧:

再说一点,为什么JS引擎是单线程的?额,这个问题其实应该没有标准答案,譬如,可能仅仅是因为由于多线程的复杂性,譬如多线程操作一般要加锁,因此最初设计时选择了单线程。。。

Browser进程和浏览器内核(Renderer进程)的通信过程

看到这里,首先,应该对浏览器内的进程和线程都有一定理解了,那么接下来,再谈谈浏览器的Browser进程(控制进程)是如何和内核通信的,
这点也理解后,就可以将这部分的知识串联起来,从头到尾有一个完整的概念。

如果自己打开任务管理器,然后打开一个浏览器,就可以看到:任务管理器中出现了两个进程(一个是主控进程,一个则是打开Tab页的渲染进程)
然后在这前提下,看下整个的过程:(简化了很多)

  • Browser进程收到用户请求,首先需要获取页面内容(譬如通过网络下载资源),随后将该任务通过RendererHost接口传递给Render进程
  • Renderer进程的Renderer接口收到消息,简单解释后,交给渲染线程,然后开始渲染

    • 渲染线程接收请求,加载网页并渲染网页,这其中可能需要Browser进程获取资源和需要GPU进程来帮助渲染
    • 当然可能会有JS线程操作DOM(这样可能会造成回流并重绘)
    • 最后Render进程将结果传递给Browser进程
  • Browser进程接收到结果并将结果绘制出来

这里绘一张简单的图:(很简化)

看完这一整套流程,应该对浏览器的运作有了一定理解了,这样有了知识架构的基础后,后续就方便往上填充内容。

这块再往深处讲的话就涉及到浏览器内核源码解析了,不属于本文范围。

如果这一块要深挖,建议去读一些浏览器内核源码解析文章,或者可以先看看参考下来源中的第一篇文章,写的不错

梳理浏览器内核中线程之间的关系

到了这里,已经对浏览器的运行有了一个整体的概念,接下来,先简单梳理一些概念

GUI渲染线程与JS引擎线程互斥

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JS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了。

因此为了防止渲染出现不可预期的结果,浏览器设置GUI渲染线程与JS引擎为互斥的关系,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起,
GUI更新则会被保存在一个队列中等到JS引擎线程空闲时立即被执行。

JS阻塞页面加载

从上述的互斥关系,可以推导出,JS如果执行时间过长就会阻塞页面。

譬如,假设JS引擎正在进行巨量的计算,此时就算GUI有更新,也会被保存到队列中,等待JS引擎空闲后执行。
然后,由于巨量计算,所以JS引擎很可能很久很久后才能空闲,自然会感觉到巨卡无比。

所以,要尽量避免JS执行时间过长,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。

WebWorker,JS的多线程?

前文中有提到JS引擎是单线程的,而且JS执行时间过长会阻塞页面,那么JS就真的对cpu密集型计算无能为力么?

所以,后来HTML5中支持了Web Worker

MDN的官方解释是:

Web Worker为Web内容在后台线程中运行脚本提供了一种简单的方法。线程可以执行任务而不干扰用户界面

一个worker是使用一个构造函数创建的一个对象(e.g. Worker()) 运行一个命名的JavaScript文件 

这个文件包含将在工作线程中运行的代码; workers 运行在另一个全局上下文中,不同于当前的window

因此,使用 window快捷方式获取当前全局的范围 (而不是self) 在一个 Worker 内将返回错误

这样理解下:

  • 创建Worker时,JS引擎向浏览器申请开一个子线程(子线程是浏览器开的,完全受主线程控制,而且不能操作DOM)
  • JS引擎线程与worker线程间通过特定的方式通信(postMessage API,需要通过序列化对象来与线程交互特定的数据)

所以,如果有非常耗时的工作,请单独开一个Worker线程,这样里面不管如何翻天覆地都不会影响JS引擎主线程,
只待计算出结果后,将结果通信给主线程即可,perfect!

而且注意下,JS引擎是单线程的,这一点的本质仍然未改变,Worker可以理解是浏览器给JS引擎开的外挂,专门用来解决那些大量计算问题。

其它,关于Worker的详解就不是本文的范畴了,因此不再赘述。

WebWorker与SharedWorker

既然都到了这里,就再提一下SharedWorker(避免后续将这两个概念搞混)

  • WebWorker只属于某个页面,不会和其他页面的Render进程(浏览器内核进程)共享

    • 所以Chrome在Render进程中(每一个Tab页就是一个render进程)创建一个新的线程来运行Worker中的JavaScript程序。
  • SharedWorker是浏览器所有页面共享的,不能采用与Worker同样的方式实现,因为它不隶属于某个Render进程,可以为多个Render进程共享使用

    • 所以Chrome浏览器为SharedWorker单独创建一个进程来运行JavaScript程序,在浏览器中每个相同的JavaScript只存在一个SharedWorker进程,不管它被创建多少次。

看到这里,应该就很容易明白了,本质上就是进程和线程的区别。SharedWorker由独立的进程管理,WebWorker只是属于render进程下的一个线程

简单梳理下浏览器渲染流程

本来是直接计划开始谈JS运行机制的,但想了想,既然上述都一直在谈浏览器,直接跳到JS可能再突兀,因此,中间再补充下浏览器的渲染流程(简单版本)

为了简化理解,前期工作直接省略成:(要展开的或完全可以写另一篇超长文)

- 浏览器输入url,浏览器主进程接管,开一个下载线程,
然后进行 http请求(略去DNS查询,IP寻址等等操作),然后等待响应,获取内容,
随后将内容通过RendererHost接口转交给Renderer进程

- 浏览器渲染流程开始

浏览器器内核拿到内容后,渲染大概可以划分成以下几个步骤:

  1. 解析html建立dom树
  2. 解析css构建render树(将CSS代码解析成树形的数据结构,然后结合DOM合并成render树)
  3. 布局render树(Layout/reflow),负责各元素尺寸、位置的计算
  4. 绘制render树(paint),绘制页面像素信息
  5. 浏览器会将各层的信息发送给GPU,GPU会将各层合成(composite),显示在屏幕上。

所有详细步骤都已经略去,渲染完毕后就是load事件了,之后就是自己的JS逻辑处理了

既然略去了一些详细的步骤,那么就提一些可能需要注意的细节把。

这里重绘参考来源中的一张图:(参考来源第一篇)

load事件与DOMContentLoaded事件的先后

上面提到,渲染完毕后会触发load事件,那么你能分清楚load事件与DOMContentLoaded事件的先后么?

很简单,知道它们的定义就可以了:

  • 当 DOMContentLoaded 事件触发时,仅当DOM加载完成,不包括样式表,图片。

(譬如如果有async加载的脚本就不一定完成)

  • 当 onload 事件触发时,页面上所有的DOM,样式表,脚本,图片都已经加载完成了。

(渲染完毕了)

所以,顺序是:DOMContentLoaded -> load

css加载是否会阻塞dom树渲染?

这里说的是头部引入css的情况

首先,我们都知道:css是由单独的下载线程异步下载的。

然后再说下几个现象:

  • css加载不会阻塞DOM树解析(异步加载时DOM照常构建)
  • 但会阻塞render树渲染(渲染时需等css加载完毕,因为render树需要css信息)

这可能也是浏览器的一种优化机制。

因为你加载css的时候,可能会修改下面DOM节点的样式,
如果css加载不阻塞render树渲染的话,那么当css加载完之后,
render树可能又得重新重绘或者回流了,这就造成了一些没有必要的损耗。
所以干脆就先把DOM树的结构先解析完,把可以做的工作做完,然后等你css加载完之后,
在根据最终的样式来渲染render树,这种做法性能方面确实会比较好一点。

普通图层和复合图层

渲染步骤中就提到了composite概念。

可以简单的这样理解,浏览器渲染的图层一般包含两大类:普通图层以及复合图层

首先,普通文档流内可以理解为一个复合图层(这里称为默认复合层,里面不管添加多少元素,其实都是在同一个复合图层中)

其次,absolute布局(fixed也一样),虽然可以脱离普通文档流,但它仍然属于默认复合层

然后,可以通过硬件加速的方式,声明一个新的复合图层,它会单独分配资源
(当然也会脱离普通文档流,这样一来,不管这个复合图层中怎么变化,也不会影响默认复合层里的回流重绘)

可以简单理解下:GPU中,各个复合图层是单独绘制的,所以互不影响,这也是为什么某些场景硬件加速效果一级棒

可以Chrome源码调试 -> More Tools -> Rendering -> Layer borders中看到,黄色的就是复合图层信息

如下图。可以验证上述的说法

如何变成复合图层(硬件加速)

将该元素变成一个复合图层,就是传说中的硬件加速技术

  • 最常用的方式:translate3dtranslateZ
  • opacity属性/过渡动画(需要动画执行的过程中才会创建合成层,动画没有开始或结束后元素还会回到之前的状态)
  • will-chang属性(这个比较偏僻),一般配合opacity与translate使用(而且经测试,除了上述可以引发硬件加速的属性外,其它属性并不会变成复合层),

作用是提前告诉浏览器要变化,这样浏览器会开始做一些优化工作(这个最好用完后就释放)

  • <video><iframe><canvas><webgl>等元素
  • 其它,譬如以前的flash插件

absolute和硬件加速的区别

可以看到,absolute虽然可以脱离普通文档流,但是无法脱离默认复合层。
所以,就算absolute中信息改变时不会改变普通文档流中render树,
但是,浏览器最终绘制时,是整个复合层绘制的,所以absolute中信息的改变,仍然会影响整个复合层的绘制。
(浏览器会重绘它,如果复合层中内容多,absolute带来的绘制信息变化过大,资源消耗是非常严重的)

而硬件加速直接就是在另一个复合层了(另起炉灶),所以它的信息改变不会影响默认复合层
(当然了,内部肯定会影响属于自己的复合层),仅仅是引发最后的合成(输出视图)

复合图层的作用?

一般一个元素开启硬件加速后会变成复合图层,可以独立于普通文档流中,改动后可以避免整个页面重绘,提升性能

但是尽量不要大量使用复合图层,否则由于资源消耗过度,页面反而会变的更卡

硬件加速时请使用index

使用硬件加速时,尽可能的使用index,防止浏览器默认给后续的元素创建复合层渲染

具体的原理时这样的:
**webkit CSS3中,如果这个元素添加了硬件加速,并且index层级比较低,
那么在这个元素的后面其它元素(层级比这个元素高的,或者相同的,并且releative或absolute属性相同的),
会默认变为复合层渲染,如果处理不当会极大的影响性能**

简单点理解,其实可以认为是一个隐式合成的概念:如果a是一个复合图层,而且b在a上面,那么b也会被隐式转为一个复合图层,这点需要特别注意

另外,这个问题可以在这个地址看到重现(原作者分析的挺到位的,直接上链接):

http://web.jobbole.com/83575/

从Event Loop谈JS的运行机制

到此时,已经是属于浏览器页面初次渲染完毕后的事情,JS引擎的一些运行机制分析。

注意,这里不谈可执行上下文VOscop chain等概念(这些完全可以整理成另一篇文章了),这里主要是结合Event Loop来谈JS代码是如何执行的。

读这部分的前提是已经知道了JS引擎是单线程,而且这里会用到上文中的几个概念:(如果不是很理解,可以回头温习)

  • JS引擎线程
  • 事件触发线程
  • 定时触发器线程

然后再理解一个概念:

  • JS分为同步任务和异步任务
  • 同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈
  • 主线程之外,事件触发线程管理着一个任务队列,只要异步任务有了运行结果,就在任务队列之中放置一个事件。
  • 一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕(此时JS引擎空闲),系统就会读取任务队列,将可运行的异步任务添加到可执行栈中,开始执行。

看图:

看到这里,应该就可以理解了:为什么有时候setTimeout推入的事件不能准时执行?因为可能在它推入到事件列表时,主线程还不空闲,正在执行其它代码,
所以自然有误差。

事件循环机制进一步补充

这里就直接引用一张图片来协助理解:(参考自Philip Roberts的演讲《Help, I'm stuck in an event-loop》)

上图大致描述就是:

  • 主线程运行时会产生执行栈,

栈中的代码调用某些api时,它们会在事件队列中添加各种事件(当满足触发条件后,如ajax请求完毕)

  • 而栈中的代码执行完毕,就会读取事件队列中的事件,去执行那些回调
  • 如此循环
  • 注意,总是要等待栈中的代码执行完毕后才会去读取事件队列中的事件

单独说说定时器

上述事件循环机制的核心是:JS引擎线程和事件触发线程

但事件上,里面还有一些隐藏细节,譬如调用setTimeout后,是如何等待特定时间后才添加到事件队列中的?

是JS引擎检测的么?当然不是了。它是由定时器线程控制(因为JS引擎自己都忙不过来,根本无暇分身)

为什么要单独的定时器线程?因为JavaScript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,因此很有必要单独开一个线程用来计时。

什么时候会用到定时器线程?当使用setTimeoutsetInterval,它需要定时器线程计时,计时完成后就会将特定的事件推入事件队列中。

譬如:

setTimeout(function(){
    console.log('hello!');
}, 1000);

这段代码的作用是当1000毫秒计时完毕后(由定时器线程计时),将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行

setTimeout(function(){
    console.log('hello!');
}, 0);

console.log('begin');

这段代码的效果是最快的时间内将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行

注意:

  • 执行结果是:先beginhello!
  • 虽然代码的本意是0毫秒后就推入事件队列,但是W3C在HTML标准中规定,规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。

(不过也有一说是不同浏览器有不同的最小时间设定)

  • 就算不等待4ms,就算假设0毫秒就推入事件队列,也会先执行begin(因为只有可执行栈内空了后才会主动读取事件队列)

setTimeout而不是setInterval

用setTimeout模拟定期计时和直接用setInterval是有区别的。

因为每次setTimeout计时到后就会去执行,然后执行一段时间后才会继续setTimeout,中间就多了误差
(误差多少与代码执行时间有关)

而setInterval则是每次都精确的隔一段时间推入一个事件
(但是,事件的实际执行时间不一定就准确,还有可能是这个事件还没执行完毕,下一个事件就来了)

而且setInterval有一些比较致命的问题就是:

  • 累计效应(上面提到的),如果setInterval代码在(setInterval)再次添加到队列之前还没有完成执行,

就会导致定时器代码连续运行好几次,而之间没有间隔。
就算正常间隔执行,多个setInterval的代码执行时间可能会比预期小(因为代码执行需要一定时间)

  • 譬如像iOS的webview,或者Safari等浏览器中都有一个特点,在滚动的时候是不执行JS的,如果使用了setInterval,会发现在滚动结束后会执行多次由于滚动不执行JS积攒回调,如果回调执行时间过长,就会非常容器造成卡顿问题和一些不可知的错误(这一块后续有补充,setInterval自带的优化,不会重复添加回调)
  • 而且把浏览器最小化显示等操作时,setInterval并不是不执行程序,

它会把setInterval的回调函数放在队列中,等浏览器窗口再次打开时,一瞬间全部执行时

所以,鉴于这么多但问题,目前一般认为的最佳方案是:用setTimeout模拟setInterval,或者特殊场合直接用requestAnimationFrame

补充:JS高程中有提到,JS引擎会对setInterval进行优化,如果当前事件队列中有setInterval的回调,不会重复添加。不过,仍然是有很多问题。。。

事件循环进阶:macrotask与microtask

这段参考了参考来源中的第2篇文章(英文版的),(加了下自己的理解重新描述了下),
强烈推荐有英文基础的同学直接观看原文,作者描述的很清晰,示例也很不错,如下:

https://jakearchibald.com/2015/tasks-microtasks-queues-and-schedules/

上文中将JS事件循环机制梳理了一遍,在ES5的情况是够用了,但是在ES6盛行的现在,仍然会遇到一些问题,譬如下面这题:

console.log('script start');

setTimeout(function() {
    console.log('setTimeout');
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
    console.log('promise1');
}).then(function() {
    console.log('promise2');
});

console.log('script end');

嗯哼,它的正确执行顺序是这样子的:

script start
script end
promise1
promise2
setTimeout

为什么呢?因为Promise里有了一个一个新的概念:microtask

或者,进一步,JS中分为两种任务类型:macrotaskmicrotask,在ECMAScript中,microtask称为jobs,macrotask可称为task

它们的定义?区别?简单点可以按如下理解:

  • macrotask(又称之为宏任务),可以理解是每次执行栈执行的代码就是一个宏任务(包括每次从事件队列中获取一个事件回调并放到执行栈中执行)

    • 每一个task会从头到尾将这个任务执行完毕,不会执行其它
    • 浏览器为了能够使得JS内部task与DOM任务能够有序的执行,会在一个task执行结束后,在下一个 task 执行开始前,对页面进行重新渲染
(`task->渲染->task->...`)
  • microtask(又称为微任务),可以理解是在当前 task 执行结束后立即执行的任务

    • 也就是说,在当前task任务后,下一个task之前,在渲染之前
    • 所以它的响应速度相比setTimeout(setTimeout是task)会更快,因为无需等渲染
    • 也就是说,在某一个macrotask执行完后,就会将在它执行期间产生的所有microtask都执行完毕(在渲染前)

分别很么样的场景会形成macrotask和microtask呢?

  • macrotask:主代码块,setTimeout,setInterval等(可以看到,事件队列中的每一个事件都是一个macrotask)
  • microtask:Promise,process.nextTick等

__补充:在node环境下,process.nextTick的优先级高于Promise__,也就是可以简单理解为:在宏任务结束后会先执行微任务队列中的nextTickQueue部分,然后才会执行微任务中的Promise部分。

参考:https://segmentfault.com/q/1010000011914016

再根据线程来理解下:

  • macrotask中的事件都是放在一个事件队列中的,而这个队列由事件触发线程维护
  • microtask中的所有微任务都是添加到微任务队列(Job Queues)中,等待当前macrotask执行完毕后执行,而这个队列由JS引擎线程维护

(这点由自己理解+推测得出,因为它是在主线程下无缝执行的)

所以,总结下运行机制:

  • 执行一个宏任务(栈中没有就从事件队列中获取)
  • 执行过程中如果遇到微任务,就将它添加到微任务的任务队列中
  • 宏任务执行完毕后,立即执行当前微任务队列中的所有微任务(依次执行)
  • 当前宏任务执行完毕,开始检查渲染,然后GUI线程接管渲染
  • 渲染完毕后,JS线程继续接管,开始下一个宏任务(从事件队列中获取)

如图:

另外,请注意下Promisepolyfill与官方版本的区别:

  • 官方版本中,是标准的microtask形式
  • polyfill,一般都是通过setTimeout模拟的,所以是macrotask形式
  • 请特别注意这两点区别

注意,有一些浏览器执行结果不一样(因为它们可能把microtask当成macrotask来执行了),
但是为了简单,这里不描述一些不标准的浏览器下的场景(但记住,有些浏览器可能并不标准)

20180126补充:使用MutationObserver实现microtask

MutationObserver可以用来实现microtask
(它属于microtask,优先级小于Promise,
一般是Promise不支持时才会这样做)

它是HTML5中的新特性,作用是:监听一个DOM变动,
当DOM对象树发生任何变动时,Mutation Observer会得到通知

像以前的Vue源码中就是利用它来模拟nextTick的,
具体原理是,创建一个TextNode并监听内容变化,
然后要nextTick的时候去改一下这个节点的文本内容,
如下:(Vue的源码,未修改)

var counter = 1
var observer = new MutationObserver(nextTickHandler)
var textNode = document.createTextNode(String(counter))

observer.observe(textNode, {
    characterData: true
})
timerFunc = () => {
    counter = (counter + 1) % 2
    textNode.data = String(counter)
}

对应Vue源码链接

不过,现在的Vue(2.5+)的nextTick实现移除了MutationObserver的方式(据说是兼容性原因),
取而代之的是使用MessageChannel
(当然,默认情况仍然是Promise,不支持才兼容的)。

MessageChannel属于宏任务,优先级是:MessageChannel->setTimeout
所以Vue(2.5+)内部的nextTick与2.4及之前的实现是不一样的,需要注意下。

这里不展开,可以看下https://juejin.im/post/5a1af88f5188254a701ec230

写在最后的话

看到这里,不知道对JS的运行机制是不是更加理解了,从头到尾梳理,而不是就某一个碎片化知识应该是会更清晰的吧?

同时,也应该注意到了JS根本就没有想象的那么简单,前端的知识也是无穷无尽,层出不穷的概念、N多易忘的知识点、各式各样的框架、
底层原理方面也是可以无限的往下深挖,然后你就会发现,你知道的太少了。。。

另外,本文也打算先告一段落,其它的,如JS词法解析,可执行上下文以及VO等概念就不继续在本文中写了,后续可以考虑另开新的文章。

最后,喜欢的话,就请给个赞吧!

附录

博客

初次发布2018.01.21于我个人博客上面

http://www.dailichun.com/2018/01/21/js_singlethread_eventloop.html

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参考资料

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autmn 赞了文章 · 2018-01-22

从浏览器多进程到JS单线程,JS运行机制最全面的一次梳理

前言

见解有限,如有描述不当之处,请帮忙及时指出,如有错误,会及时修正。

----------超长文+多图预警,需要花费不少时间。----------

如果看完本文后,还对进程线程傻傻分不清,不清楚浏览器多进程、浏览器内核多线程、JS单线程、JS运行机制的区别。那么请回复我,一定是我写的还不够清晰,我来改。。。

----------正文开始----------

最近发现有不少介绍JS单线程运行机制的文章,但是发现很多都仅仅是介绍某一部分的知识,而且各个地方的说法还不统一,容易造成困惑。
因此准备梳理这块知识点,结合已有的认知,基于网上的大量参考资料,
从浏览器多进程到JS单线程,将JS引擎的运行机制系统的梳理一遍。

展现形式:由于是属于系统梳理型,就没有由浅入深了,而是从头到尾的梳理知识体系,
重点是将关键节点的知识点串联起来,而不是仅仅剖析某一部分知识。

内容是:从浏览器进程,再到浏览器内核运行,再到JS引擎单线程,再到JS事件循环机制,从头到尾系统的梳理一遍,摆脱碎片化,形成一个知识体系

目标是:看完这篇文章后,对浏览器多进程,JS单线程,JS事件循环机制这些都能有一定理解,
有一个知识体系骨架,而不是似懂非懂的感觉。

另外,本文适合有一定经验的前端人员,新手请规避,避免受到过多的概念冲击。可以先存起来,有了一定理解后再看,也可以分成多批次观看,避免过度疲劳。

大纲

  • 区分进程和线程
  • 浏览器是多进程的

    • 浏览器都包含哪些进程?
    • 浏览器多进程的优势
    • 重点是浏览器内核(渲染进程)
    • Browser进程和浏览器内核(Renderer进程)的通信过程
  • 梳理浏览器内核中线程之间的关系

    • GUI渲染线程与JS引擎线程互斥
    • JS阻塞页面加载
    • WebWorker,JS的多线程?
    • WebWorker与SharedWorker
  • 简单梳理下浏览器渲染流程

    • load事件与DOMContentLoaded事件的先后
    • css加载是否会阻塞dom树渲染?
    • 普通图层和复合图层
  • 从Event Loop谈JS的运行机制

    • 事件循环机制进一步补充
    • 单独说说定时器
    • setTimeout而不是setInterval
  • 事件循环进阶:macrotask与microtask
  • 写在最后的话

区分进程和线程

线程和进程区分不清,是很多新手都会犯的错误,没有关系。这很正常。先看看下面这个形象的比喻:

- 进程是一个工厂,工厂有它的独立资源

- 工厂之间相互独立

- 线程是工厂中的工人,多个工人协作完成任务

- 工厂内有一个或多个工人

- 工人之间共享空间

再完善完善概念:

- 工厂的资源 -> 系统分配的内存(独立的一块内存)

- 工厂之间的相互独立 -> 进程之间相互独立

- 多个工人协作完成任务 -> 多个线程在进程中协作完成任务

- 工厂内有一个或多个工人 -> 一个进程由一个或多个线程组成

- 工人之间共享空间 -> 同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据集、堆等)

然后再巩固下:

如果是windows电脑中,可以打开任务管理器,可以看到有一个后台进程列表。对,那里就是查看进程的地方,而且可以看到每个进程的内存资源信息以及cpu占有率。

所以,应该更容易理解了:进程是cpu资源分配的最小单位(系统会给它分配内存)

最后,再用较为官方的术语描述一遍:

  • 进程是cpu资源分配的最小单位(是能拥有资源和独立运行的最小单位)
  • 线程是cpu调度的最小单位(线程是建立在进程的基础上的一次程序运行单位,一个进程中可以有多个线程)

tips

  • 不同进程之间也可以通信,不过代价较大
  • 现在,一般通用的叫法:单线程与多线程,都是指在一个进程内的单和多。(所以核心还是得属于一个进程才行)

浏览器是多进程的

理解了进程与线程了区别后,接下来对浏览器进行一定程度上的认识:(先看下简化理解)

  • 浏览器是多进程的
  • 浏览器之所以能够运行,是因为系统给它的进程分配了资源(cpu、内存)
  • 简单点理解,每打开一个Tab页,就相当于创建了一个独立的浏览器进程。

关于以上几点的验证,请再第一张图

图中打开了Chrome浏览器的多个标签页,然后可以在Chrome的任务管理器中看到有多个进程(分别是每一个Tab页面有一个独立的进程,以及一个主进程)。
感兴趣的可以自行尝试下,如果再多打开一个Tab页,进程正常会+1以上

注意:在这里浏览器应该也有自己的优化机制,有时候打开多个tab页后,可以在Chrome任务管理器中看到,有些进程被合并了
(所以每一个Tab标签对应一个进程并不一定是绝对的)

浏览器都包含哪些进程?

知道了浏览器是多进程后,再来看看它到底包含哪些进程:(为了简化理解,仅列举主要进程)

  1. Browser进程:浏览器的主进程(负责协调、主控),只有一个。作用有

    • 负责浏览器界面显示,与用户交互。如前进,后退等
    • 负责各个页面的管理,创建和销毁其他进程
    • 将Renderer进程得到的内存中的Bitmap,绘制到用户界面上
    • 网络资源的管理,下载等
  2. 第三方插件进程:每种类型的插件对应一个进程,仅当使用该插件时才创建
  3. GPU进程:最多一个,用于3D绘制等
  4. 浏览器渲染进程(浏览器内核)(Renderer进程,内部是多线程的):默认每个Tab页面一个进程,互不影响。主要作用为

    • 页面渲染,脚本执行,事件处理等

强化记忆:在浏览器中打开一个网页相当于新起了一个进程(进程内有自己的多线程)

当然,浏览器有时会将多个进程合并(譬如打开多个空白标签页后,会发现多个空白标签页被合并成了一个进程),如图

另外,可以通过Chrome的更多工具 -> 任务管理器自行验证

浏览器多进程的优势

相比于单进程浏览器,多进程有如下优点:

  • 避免单个page crash影响整个浏览器
  • 避免第三方插件crash影响整个浏览器
  • 多进程充分利用多核优势
  • 方便使用沙盒模型隔离插件等进程,提高浏览器稳定性

简单点理解:如果浏览器是单进程,那么某个Tab页崩溃了,就影响了整个浏览器,体验有多差;同理如果是单进程,插件崩溃了也会影响整个浏览器;而且多进程还有其它的诸多优势。。。

当然,内存等资源消耗也会更大,有点空间换时间的意思。

重点是浏览器内核(渲染进程)

重点来了,我们可以看到,上面提到了这么多的进程,那么,对于普通的前端操作来说,最终要的是什么呢?答案是渲染进程

可以这样理解,页面的渲染,JS的执行,事件的循环,都在这个进程内进行。接下来重点分析这个进程

请牢记,浏览器的渲染进程是多线程的(这点如果不理解,请回头看进程和线程的区分

终于到了线程这个概念了?,好亲切。那么接下来看看它都包含了哪些线程(列举一些主要常驻线程):

  1. GUI渲染线程

    • 负责渲染浏览器界面,解析HTML,CSS,构建DOM树和RenderObject树,布局和绘制等。
    • 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
    • 注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起(相当于被冻结了),GUI更新会被保存在一个队列中等到JS引擎空闲时立即被执行。
  2. JS引擎线程

    • 也称为JS内核,负责处理Javascript脚本程序。(例如V8引擎)
    • JS引擎线程负责解析Javascript脚本,运行代码。
    • JS引擎一直等待着任务队列中任务的到来,然后加以处理,一个Tab页(renderer进程)中无论什么时候都只有一个JS线程在运行JS程序
    • 同样注意,GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,所以如果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。
  3. 事件触发线程

    • 归属于浏览器而不是JS引擎,用来控制事件循环(可以理解,JS引擎自己都忙不过来,需要浏览器另开线程协助)
    • 当JS引擎执行代码块如setTimeOut时(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),会将对应任务添加到事件线程中
    • 当对应的事件符合触发条件被触发时,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
    • 注意,由于JS的单线程关系,所以这些待处理队列中的事件都得排队等待JS引擎处理(当JS引擎空闲时才会去执行)

  4. 定时触发器线程

    • 传说中的setIntervalsetTimeout所在线程
    • 浏览器定时计数器并不是由JavaScript引擎计数的,(因为JavaScript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(计时完毕后,添加到事件队列中,等待JS引擎空闲后执行)
    • 注意,W3C在HTML标准中规定,规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。
  5. 异步http请求线程

    • 在XMLHttpRequest在连接后是通过浏览器新开一个线程请求
    • 将检测到状态变更时,如果设置有回调函数,异步线程就产生状态变更事件,将这个回调再放入事件队列中。再由JavaScript引擎执行。

看到这里,如果觉得累了,可以先休息下,这些概念需要被消化,毕竟后续将提到的事件循环机制就是基于事件触发线程的,所以如果仅仅是看某个碎片化知识,
可能会有一种似懂非懂的感觉。要完成的梳理一遍才能快速沉淀,不易遗忘。放张图巩固下吧:

再说一点,为什么JS引擎是单线程的?额,这个问题其实应该没有标准答案,譬如,可能仅仅是因为由于多线程的复杂性,譬如多线程操作一般要加锁,因此最初设计时选择了单线程。。。

Browser进程和浏览器内核(Renderer进程)的通信过程

看到这里,首先,应该对浏览器内的进程和线程都有一定理解了,那么接下来,再谈谈浏览器的Browser进程(控制进程)是如何和内核通信的,
这点也理解后,就可以将这部分的知识串联起来,从头到尾有一个完整的概念。

如果自己打开任务管理器,然后打开一个浏览器,就可以看到:任务管理器中出现了两个进程(一个是主控进程,一个则是打开Tab页的渲染进程)
然后在这前提下,看下整个的过程:(简化了很多)

  • Browser进程收到用户请求,首先需要获取页面内容(譬如通过网络下载资源),随后将该任务通过RendererHost接口传递给Render进程
  • Renderer进程的Renderer接口收到消息,简单解释后,交给渲染线程,然后开始渲染

    • 渲染线程接收请求,加载网页并渲染网页,这其中可能需要Browser进程获取资源和需要GPU进程来帮助渲染
    • 当然可能会有JS线程操作DOM(这样可能会造成回流并重绘)
    • 最后Render进程将结果传递给Browser进程
  • Browser进程接收到结果并将结果绘制出来

这里绘一张简单的图:(很简化)

看完这一整套流程,应该对浏览器的运作有了一定理解了,这样有了知识架构的基础后,后续就方便往上填充内容。

这块再往深处讲的话就涉及到浏览器内核源码解析了,不属于本文范围。

如果这一块要深挖,建议去读一些浏览器内核源码解析文章,或者可以先看看参考下来源中的第一篇文章,写的不错

梳理浏览器内核中线程之间的关系

到了这里,已经对浏览器的运行有了一个整体的概念,接下来,先简单梳理一些概念

GUI渲染线程与JS引擎线程互斥

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JS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了。

因此为了防止渲染出现不可预期的结果,浏览器设置GUI渲染线程与JS引擎为互斥的关系,当JS引擎执行时GUI线程会被挂起,
GUI更新则会被保存在一个队列中等到JS引擎线程空闲时立即被执行。

JS阻塞页面加载

从上述的互斥关系,可以推导出,JS如果执行时间过长就会阻塞页面。

譬如,假设JS引擎正在进行巨量的计算,此时就算GUI有更新,也会被保存到队列中,等待JS引擎空闲后执行。
然后,由于巨量计算,所以JS引擎很可能很久很久后才能空闲,自然会感觉到巨卡无比。

所以,要尽量避免JS执行时间过长,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。

WebWorker,JS的多线程?

前文中有提到JS引擎是单线程的,而且JS执行时间过长会阻塞页面,那么JS就真的对cpu密集型计算无能为力么?

所以,后来HTML5中支持了Web Worker

MDN的官方解释是:

Web Worker为Web内容在后台线程中运行脚本提供了一种简单的方法。线程可以执行任务而不干扰用户界面

一个worker是使用一个构造函数创建的一个对象(e.g. Worker()) 运行一个命名的JavaScript文件 

这个文件包含将在工作线程中运行的代码; workers 运行在另一个全局上下文中,不同于当前的window

因此,使用 window快捷方式获取当前全局的范围 (而不是self) 在一个 Worker 内将返回错误

这样理解下:

  • 创建Worker时,JS引擎向浏览器申请开一个子线程(子线程是浏览器开的,完全受主线程控制,而且不能操作DOM)
  • JS引擎线程与worker线程间通过特定的方式通信(postMessage API,需要通过序列化对象来与线程交互特定的数据)

所以,如果有非常耗时的工作,请单独开一个Worker线程,这样里面不管如何翻天覆地都不会影响JS引擎主线程,
只待计算出结果后,将结果通信给主线程即可,perfect!

而且注意下,JS引擎是单线程的,这一点的本质仍然未改变,Worker可以理解是浏览器给JS引擎开的外挂,专门用来解决那些大量计算问题。

其它,关于Worker的详解就不是本文的范畴了,因此不再赘述。

WebWorker与SharedWorker

既然都到了这里,就再提一下SharedWorker(避免后续将这两个概念搞混)

  • WebWorker只属于某个页面,不会和其他页面的Render进程(浏览器内核进程)共享

    • 所以Chrome在Render进程中(每一个Tab页就是一个render进程)创建一个新的线程来运行Worker中的JavaScript程序。
  • SharedWorker是浏览器所有页面共享的,不能采用与Worker同样的方式实现,因为它不隶属于某个Render进程,可以为多个Render进程共享使用

    • 所以Chrome浏览器为SharedWorker单独创建一个进程来运行JavaScript程序,在浏览器中每个相同的JavaScript只存在一个SharedWorker进程,不管它被创建多少次。

看到这里,应该就很容易明白了,本质上就是进程和线程的区别。SharedWorker由独立的进程管理,WebWorker只是属于render进程下的一个线程

简单梳理下浏览器渲染流程

本来是直接计划开始谈JS运行机制的,但想了想,既然上述都一直在谈浏览器,直接跳到JS可能再突兀,因此,中间再补充下浏览器的渲染流程(简单版本)

为了简化理解,前期工作直接省略成:(要展开的或完全可以写另一篇超长文)

- 浏览器输入url,浏览器主进程接管,开一个下载线程,
然后进行 http请求(略去DNS查询,IP寻址等等操作),然后等待响应,获取内容,
随后将内容通过RendererHost接口转交给Renderer进程

- 浏览器渲染流程开始

浏览器器内核拿到内容后,渲染大概可以划分成以下几个步骤:

  1. 解析html建立dom树
  2. 解析css构建render树(将CSS代码解析成树形的数据结构,然后结合DOM合并成render树)
  3. 布局render树(Layout/reflow),负责各元素尺寸、位置的计算
  4. 绘制render树(paint),绘制页面像素信息
  5. 浏览器会将各层的信息发送给GPU,GPU会将各层合成(composite),显示在屏幕上。

所有详细步骤都已经略去,渲染完毕后就是load事件了,之后就是自己的JS逻辑处理了

既然略去了一些详细的步骤,那么就提一些可能需要注意的细节把。

这里重绘参考来源中的一张图:(参考来源第一篇)

load事件与DOMContentLoaded事件的先后

上面提到,渲染完毕后会触发load事件,那么你能分清楚load事件与DOMContentLoaded事件的先后么?

很简单,知道它们的定义就可以了:

  • 当 DOMContentLoaded 事件触发时,仅当DOM加载完成,不包括样式表,图片。

(譬如如果有async加载的脚本就不一定完成)

  • 当 onload 事件触发时,页面上所有的DOM,样式表,脚本,图片都已经加载完成了。

(渲染完毕了)

所以,顺序是:DOMContentLoaded -> load

css加载是否会阻塞dom树渲染?

这里说的是头部引入css的情况

首先,我们都知道:css是由单独的下载线程异步下载的。

然后再说下几个现象:

  • css加载不会阻塞DOM树解析(异步加载时DOM照常构建)
  • 但会阻塞render树渲染(渲染时需等css加载完毕,因为render树需要css信息)

这可能也是浏览器的一种优化机制。

因为你加载css的时候,可能会修改下面DOM节点的样式,
如果css加载不阻塞render树渲染的话,那么当css加载完之后,
render树可能又得重新重绘或者回流了,这就造成了一些没有必要的损耗。
所以干脆就先把DOM树的结构先解析完,把可以做的工作做完,然后等你css加载完之后,
在根据最终的样式来渲染render树,这种做法性能方面确实会比较好一点。

普通图层和复合图层

渲染步骤中就提到了composite概念。

可以简单的这样理解,浏览器渲染的图层一般包含两大类:普通图层以及复合图层

首先,普通文档流内可以理解为一个复合图层(这里称为默认复合层,里面不管添加多少元素,其实都是在同一个复合图层中)

其次,absolute布局(fixed也一样),虽然可以脱离普通文档流,但它仍然属于默认复合层

然后,可以通过硬件加速的方式,声明一个新的复合图层,它会单独分配资源
(当然也会脱离普通文档流,这样一来,不管这个复合图层中怎么变化,也不会影响默认复合层里的回流重绘)

可以简单理解下:GPU中,各个复合图层是单独绘制的,所以互不影响,这也是为什么某些场景硬件加速效果一级棒

可以Chrome源码调试 -> More Tools -> Rendering -> Layer borders中看到,黄色的就是复合图层信息

如下图。可以验证上述的说法

如何变成复合图层(硬件加速)

将该元素变成一个复合图层,就是传说中的硬件加速技术

  • 最常用的方式:translate3dtranslateZ
  • opacity属性/过渡动画(需要动画执行的过程中才会创建合成层,动画没有开始或结束后元素还会回到之前的状态)
  • will-chang属性(这个比较偏僻),一般配合opacity与translate使用(而且经测试,除了上述可以引发硬件加速的属性外,其它属性并不会变成复合层),

作用是提前告诉浏览器要变化,这样浏览器会开始做一些优化工作(这个最好用完后就释放)

  • <video><iframe><canvas><webgl>等元素
  • 其它,譬如以前的flash插件

absolute和硬件加速的区别

可以看到,absolute虽然可以脱离普通文档流,但是无法脱离默认复合层。
所以,就算absolute中信息改变时不会改变普通文档流中render树,
但是,浏览器最终绘制时,是整个复合层绘制的,所以absolute中信息的改变,仍然会影响整个复合层的绘制。
(浏览器会重绘它,如果复合层中内容多,absolute带来的绘制信息变化过大,资源消耗是非常严重的)

而硬件加速直接就是在另一个复合层了(另起炉灶),所以它的信息改变不会影响默认复合层
(当然了,内部肯定会影响属于自己的复合层),仅仅是引发最后的合成(输出视图)

复合图层的作用?

一般一个元素开启硬件加速后会变成复合图层,可以独立于普通文档流中,改动后可以避免整个页面重绘,提升性能

但是尽量不要大量使用复合图层,否则由于资源消耗过度,页面反而会变的更卡

硬件加速时请使用index

使用硬件加速时,尽可能的使用index,防止浏览器默认给后续的元素创建复合层渲染

具体的原理时这样的:
**webkit CSS3中,如果这个元素添加了硬件加速,并且index层级比较低,
那么在这个元素的后面其它元素(层级比这个元素高的,或者相同的,并且releative或absolute属性相同的),
会默认变为复合层渲染,如果处理不当会极大的影响性能**

简单点理解,其实可以认为是一个隐式合成的概念:如果a是一个复合图层,而且b在a上面,那么b也会被隐式转为一个复合图层,这点需要特别注意

另外,这个问题可以在这个地址看到重现(原作者分析的挺到位的,直接上链接):

http://web.jobbole.com/83575/

从Event Loop谈JS的运行机制

到此时,已经是属于浏览器页面初次渲染完毕后的事情,JS引擎的一些运行机制分析。

注意,这里不谈可执行上下文VOscop chain等概念(这些完全可以整理成另一篇文章了),这里主要是结合Event Loop来谈JS代码是如何执行的。

读这部分的前提是已经知道了JS引擎是单线程,而且这里会用到上文中的几个概念:(如果不是很理解,可以回头温习)

  • JS引擎线程
  • 事件触发线程
  • 定时触发器线程

然后再理解一个概念:

  • JS分为同步任务和异步任务
  • 同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈
  • 主线程之外,事件触发线程管理着一个任务队列,只要异步任务有了运行结果,就在任务队列之中放置一个事件。
  • 一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕(此时JS引擎空闲),系统就会读取任务队列,将可运行的异步任务添加到可执行栈中,开始执行。

看图:

看到这里,应该就可以理解了:为什么有时候setTimeout推入的事件不能准时执行?因为可能在它推入到事件列表时,主线程还不空闲,正在执行其它代码,
所以自然有误差。

事件循环机制进一步补充

这里就直接引用一张图片来协助理解:(参考自Philip Roberts的演讲《Help, I'm stuck in an event-loop》)

上图大致描述就是:

  • 主线程运行时会产生执行栈,

栈中的代码调用某些api时,它们会在事件队列中添加各种事件(当满足触发条件后,如ajax请求完毕)

  • 而栈中的代码执行完毕,就会读取事件队列中的事件,去执行那些回调
  • 如此循环
  • 注意,总是要等待栈中的代码执行完毕后才会去读取事件队列中的事件

单独说说定时器

上述事件循环机制的核心是:JS引擎线程和事件触发线程

但事件上,里面还有一些隐藏细节,譬如调用setTimeout后,是如何等待特定时间后才添加到事件队列中的?

是JS引擎检测的么?当然不是了。它是由定时器线程控制(因为JS引擎自己都忙不过来,根本无暇分身)

为什么要单独的定时器线程?因为JavaScript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,因此很有必要单独开一个线程用来计时。

什么时候会用到定时器线程?当使用setTimeoutsetInterval,它需要定时器线程计时,计时完成后就会将特定的事件推入事件队列中。

譬如:

setTimeout(function(){
    console.log('hello!');
}, 1000);

这段代码的作用是当1000毫秒计时完毕后(由定时器线程计时),将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行

setTimeout(function(){
    console.log('hello!');
}, 0);

console.log('begin');

这段代码的效果是最快的时间内将回调函数推入事件队列中,等待主线程执行

注意:

  • 执行结果是:先beginhello!
  • 虽然代码的本意是0毫秒后就推入事件队列,但是W3C在HTML标准中规定,规定要求setTimeout中低于4ms的时间间隔算为4ms。

(不过也有一说是不同浏览器有不同的最小时间设定)

  • 就算不等待4ms,就算假设0毫秒就推入事件队列,也会先执行begin(因为只有可执行栈内空了后才会主动读取事件队列)

setTimeout而不是setInterval

用setTimeout模拟定期计时和直接用setInterval是有区别的。

因为每次setTimeout计时到后就会去执行,然后执行一段时间后才会继续setTimeout,中间就多了误差
(误差多少与代码执行时间有关)

而setInterval则是每次都精确的隔一段时间推入一个事件
(但是,事件的实际执行时间不一定就准确,还有可能是这个事件还没执行完毕,下一个事件就来了)

而且setInterval有一些比较致命的问题就是:

  • 累计效应(上面提到的),如果setInterval代码在(setInterval)再次添加到队列之前还没有完成执行,

就会导致定时器代码连续运行好几次,而之间没有间隔。
就算正常间隔执行,多个setInterval的代码执行时间可能会比预期小(因为代码执行需要一定时间)

  • 譬如像iOS的webview,或者Safari等浏览器中都有一个特点,在滚动的时候是不执行JS的,如果使用了setInterval,会发现在滚动结束后会执行多次由于滚动不执行JS积攒回调,如果回调执行时间过长,就会非常容器造成卡顿问题和一些不可知的错误(这一块后续有补充,setInterval自带的优化,不会重复添加回调)
  • 而且把浏览器最小化显示等操作时,setInterval并不是不执行程序,

它会把setInterval的回调函数放在队列中,等浏览器窗口再次打开时,一瞬间全部执行时

所以,鉴于这么多但问题,目前一般认为的最佳方案是:用setTimeout模拟setInterval,或者特殊场合直接用requestAnimationFrame

补充:JS高程中有提到,JS引擎会对setInterval进行优化,如果当前事件队列中有setInterval的回调,不会重复添加。不过,仍然是有很多问题。。。

事件循环进阶:macrotask与microtask

这段参考了参考来源中的第2篇文章(英文版的),(加了下自己的理解重新描述了下),
强烈推荐有英文基础的同学直接观看原文,作者描述的很清晰,示例也很不错,如下:

https://jakearchibald.com/2015/tasks-microtasks-queues-and-schedules/

上文中将JS事件循环机制梳理了一遍,在ES5的情况是够用了,但是在ES6盛行的现在,仍然会遇到一些问题,譬如下面这题:

console.log('script start');

setTimeout(function() {
    console.log('setTimeout');
}, 0);

Promise.resolve().then(function() {
    console.log('promise1');
}).then(function() {
    console.log('promise2');
});

console.log('script end');

嗯哼,它的正确执行顺序是这样子的:

script start
script end
promise1
promise2
setTimeout

为什么呢?因为Promise里有了一个一个新的概念:microtask

或者,进一步,JS中分为两种任务类型:macrotaskmicrotask,在ECMAScript中,microtask称为jobs,macrotask可称为task

它们的定义?区别?简单点可以按如下理解:

  • macrotask(又称之为宏任务),可以理解是每次执行栈执行的代码就是一个宏任务(包括每次从事件队列中获取一个事件回调并放到执行栈中执行)

    • 每一个task会从头到尾将这个任务执行完毕,不会执行其它
    • 浏览器为了能够使得JS内部task与DOM任务能够有序的执行,会在一个task执行结束后,在下一个 task 执行开始前,对页面进行重新渲染
(`task->渲染->task->...`)
  • microtask(又称为微任务),可以理解是在当前 task 执行结束后立即执行的任务

    • 也就是说,在当前task任务后,下一个task之前,在渲染之前
    • 所以它的响应速度相比setTimeout(setTimeout是task)会更快,因为无需等渲染
    • 也就是说,在某一个macrotask执行完后,就会将在它执行期间产生的所有microtask都执行完毕(在渲染前)

分别很么样的场景会形成macrotask和microtask呢?

  • macrotask:主代码块,setTimeout,setInterval等(可以看到,事件队列中的每一个事件都是一个macrotask)
  • microtask:Promise,process.nextTick等

__补充:在node环境下,process.nextTick的优先级高于Promise__,也就是可以简单理解为:在宏任务结束后会先执行微任务队列中的nextTickQueue部分,然后才会执行微任务中的Promise部分。

参考:https://segmentfault.com/q/1010000011914016

再根据线程来理解下:

  • macrotask中的事件都是放在一个事件队列中的,而这个队列由事件触发线程维护
  • microtask中的所有微任务都是添加到微任务队列(Job Queues)中,等待当前macrotask执行完毕后执行,而这个队列由JS引擎线程维护

(这点由自己理解+推测得出,因为它是在主线程下无缝执行的)

所以,总结下运行机制:

  • 执行一个宏任务(栈中没有就从事件队列中获取)
  • 执行过程中如果遇到微任务,就将它添加到微任务的任务队列中
  • 宏任务执行完毕后,立即执行当前微任务队列中的所有微任务(依次执行)
  • 当前宏任务执行完毕,开始检查渲染,然后GUI线程接管渲染
  • 渲染完毕后,JS线程继续接管,开始下一个宏任务(从事件队列中获取)

如图:

另外,请注意下Promisepolyfill与官方版本的区别:

  • 官方版本中,是标准的microtask形式
  • polyfill,一般都是通过setTimeout模拟的,所以是macrotask形式
  • 请特别注意这两点区别

注意,有一些浏览器执行结果不一样(因为它们可能把microtask当成macrotask来执行了),
但是为了简单,这里不描述一些不标准的浏览器下的场景(但记住,有些浏览器可能并不标准)

20180126补充:使用MutationObserver实现microtask

MutationObserver可以用来实现microtask
(它属于microtask,优先级小于Promise,
一般是Promise不支持时才会这样做)

它是HTML5中的新特性,作用是:监听一个DOM变动,
当DOM对象树发生任何变动时,Mutation Observer会得到通知

像以前的Vue源码中就是利用它来模拟nextTick的,
具体原理是,创建一个TextNode并监听内容变化,
然后要nextTick的时候去改一下这个节点的文本内容,
如下:(Vue的源码,未修改)

var counter = 1
var observer = new MutationObserver(nextTickHandler)
var textNode = document.createTextNode(String(counter))

observer.observe(textNode, {
    characterData: true
})
timerFunc = () => {
    counter = (counter + 1) % 2
    textNode.data = String(counter)
}

对应Vue源码链接

不过,现在的Vue(2.5+)的nextTick实现移除了MutationObserver的方式(据说是兼容性原因),
取而代之的是使用MessageChannel
(当然,默认情况仍然是Promise,不支持才兼容的)。

MessageChannel属于宏任务,优先级是:MessageChannel->setTimeout
所以Vue(2.5+)内部的nextTick与2.4及之前的实现是不一样的,需要注意下。

这里不展开,可以看下https://juejin.im/post/5a1af88f5188254a701ec230

写在最后的话

看到这里,不知道对JS的运行机制是不是更加理解了,从头到尾梳理,而不是就某一个碎片化知识应该是会更清晰的吧?

同时,也应该注意到了JS根本就没有想象的那么简单,前端的知识也是无穷无尽,层出不穷的概念、N多易忘的知识点、各式各样的框架、
底层原理方面也是可以无限的往下深挖,然后你就会发现,你知道的太少了。。。

另外,本文也打算先告一段落,其它的,如JS词法解析,可执行上下文以及VO等概念就不继续在本文中写了,后续可以考虑另开新的文章。

最后,喜欢的话,就请给个赞吧!

附录

博客

初次发布2018.01.21于我个人博客上面

http://www.dailichun.com/2018/01/21/js_singlethread_eventloop.html

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职责和挑战

  1. 负责钉钉工作台。工作台是帮助企业实现数字化管理和协同的门户,是拥有亿级用户量的产品。如何保障安全、稳定、性能和体验是对我们的一大挑战。
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职位要求

  1. 精通HTML5、CSS3、JS(ES5/ES6)等前端开发技术
  2. 掌握主流的JS库和开发框架,并深入理解其设计原理,例如React,Vue等
  3. 熟悉模块化、前端编译和构建工具,例如webpack、babel等
  4. (加分项)了解服务端或native移动应用开发,例如nodejs、Java等
  5. 对技术有强追求,有良好的沟通能力和团队协同能力,有优秀的分析问题和解决问题的能力。

前端实习

面向2021毕业的同学

  1. 本科及以上学历,计算机相关专业
  2. 熟练掌握HTML5/CSS3/Javascript等web前端技术
  3. 熟悉至少一种常用框架,例如React、vue等
  4. 关注新事物、新技术,有较强的学习能力,有强烈求知欲和进取心
  5. 有半年以上实际项目经验,大厂加分

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autmn 赞了回答 · 2018-01-18

如何设置服务器上的MongoDB让别的机子远程连接?

sudo netstat -nputl
tcp        0      0 127.0.0.1:27017         0.0.0.0:*               LISTEN      1109/mongod   

看了一下MongoDB 的服务监听的地址,因此你使用192.168.1.4,是链接不上的,会被拒绝,这个一个元应
mongod文件添加如下行,已存在请修改

bind_ip = 0.0.0.0    

另外如果是redhat,centos 系列的,打开防火墙端口

iptables -A INPUT -p tcp -m tcp --dport 27017 -j ACCEPT 

暂时关闭selinux

setenforce 0

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