摸金校尉聊浏览器渲染

墨蓝 2022-12-09 15:56 79阅读 0赞

我是一名摸金校尉。

我们这行起源于东汉末年三国时期。曹操为了弥补军饷的不足，设立发丘中郎将，摸金校尉等军衔，专司盗墓取财，贴补军饷。

曹操之后，盗墓者皆各自为政，同行之间并无师徒之分，凡以摸金之法盗墓，均为摸金校尉。

拜近几年“盗墓”题材小说所赐，越来越多的人了解我们这行。但这些小说以讹传讹，为了吸引眼球往往故作神秘、夸大其词。

摸金险象环生，稍不留意便万劫不复。事实上，不像小说里靠“主角光环”每每死里逃生，我们有严谨的工作流程。

高风险，收益不确定。随着时间推移，从业者越来越少。最近我也决定转行当前端了。

为了防止这老祖宗的手艺失传，这里我就和你唠唠我们这行怎么工作的。

你问为啥转行前端？嘿，别说，我们这行的工作原理和浏览器工作原理还真像，学起来毫无压力。

## 安全第一 ##

万事安全第一。

我们这行容错率太低，稍有差次，那就是个狗带。所以下墓后的每一步，都得慎之又慎，按章办事。

古墓暗无天日，机关暗道错综复杂。最重要的，就是**及时绘制地图**。

每过**一炷香**的时间，都需要将这段时间路过的坑道，遇到的机关悉数绘制下来，此谓`绘图`。

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`绘图`前这段时间用来`做事`。

## 做事 ##

那我们具体都做什么事呢？比如`探路`、`寻宝`、`测机关`...

要`测机关`就得停止`探路`，要`寻宝`就不能`测机关`。总之，一次只能做一件事。

活着出去固然是最重要的，但是又不能空手而归。

老祖宗早已为“要做的事”划分了轻重缓急，既要保证“重要的事”先做，又要保证其他事不至于不做。

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`做事`本身也很有讲究，每次`做完事`后可能会有一些琐碎的后续工作。这些工作需要在下次`做事`前完成。

拿`测机关`来说，当测完机关后还需要检查一遍装备，以免下次使用出什么差次。

比如`检查绳索`、`检查手电`...

如果事情做的麻利，那`一炷香`的时间其实可以做很多事。

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比如这一炷香的时间依次做了：

*  测机关
 *  测机关后的一些琐碎工作
 *  探路
 *  绘图

所以，下墓后的工作流程是：

按`一炷香`为周期完成一或多件事，最后完成`绘图`。

接着开始下一炷香的周期。

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按照这个流程操作，不说万无一失，那也是很有保障的。

坏就坏在，有些同行太过贪心，比如这样：

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如果在`一炷香`时间，一件事做的时间太长，那就没有时间`绘图`了！！

地图缺失一块，哪里有机关，哪里有暗道被少标记了，各种风险不言而喻！

终究这行还是太过搏命，好在我及时转行前端，接下来让我从`浏览器`角度再来解读下吧。

## 浏览器的一帧 ##

一般浏览器的刷新率为60HZ，即1秒钟刷新60次。

1000ms / 60hz = 16.6

大概每过16.6ms浏览器会渲染一帧画面，也就是说浏览器`一炷香`的时间是16.6ms。

在这段时间内，大体会做两件事：`task`与`render`。

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其中`task`被称为`宏任务`，就像下墓后我们要做的事一样。

包括`setTimeout`，`setInterval`，`setImmediate`，`postMessage`，`requestAnimationFrame`，`I/O`，`DOM 事件`等。

`render`指渲染页面。

## eventLoop ##

`task`按优先级被划分到不同的`task queue`中。就像老祖宗定的“轻重缓急”。

比如：为了及时响应用户交互，浏览器会为鼠标键盘（Mouse、Key）事件所在`task queue`分配3/4优先权。

这样可以及时响应用户交互，又不至于不执行其他`task queue`中的`task`。

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虚线框部分要做的工作是：

1.  将新产生的`task`插入不同`task queue`中。
2.  按优先级从某个`task queue`中选择一个`task`作为本次要执行的`task`。

这就是`事件循环`（`eventLoop`）。

`task`执行过程中如果调用`Promise`、`MutationObserver`、`process.nextTick`会将其作为`microTask`（微任务）保存在`microTask queue`中。

就像`做事`后的琐碎工作。

每当执行完`task`，在执行下一个`task`前，都需要检查`microTask queue`，执行并清空里面的`microTask`。

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比如如下代码

setTimeout(() => console.log('timeout'));
    Promise.resolve().then(() => {
        console.log('promise1');
        Promise.resolve().then(() => console.log('Promise2'));
    });
    console.log('global');

执行过程为：

1.  “全局作用域的代码执行”是第一个`task`。
2.  执行过程中调用`setTimeout`，`计时器线程`会去处理计时，在计时结束后会将`计时器回调`加入`task queue`中。
3.  调用`Promise.resolve`，产生`microTask`，插入`microTask queue`。
4.  打印`global`。
5.  “全局作用域的代码执行”的`task`执行完毕，开始遍历清理`microTask queue`。
6.  打印`promise1`。
7.  调用`Promise.resolve`，产生`microTask`，插入当前`microTask queue`。
8.  继续遍历`microTask queue`，执行`microTask`打印`promise2`。
9.  开始第二个`task`，打印`timeout`。

## 一帧执行多个task ##

就像`一炷香`时间可以做多件事，在一帧时间可以执行多个`task`。

执行如下代码后，屏幕会先显示红色再显示黑色，还是直接显示黑色？

document.body.style.background = 'red';
    setTimeout(function () {
        document.body.style.background = 'black';
    })

答案是：不一定。

`全局代码执行`和`setTimeout`为不同的2个`task`。

如果这2个`task`在同一帧中执行，则页面渲染一次，直接显示黑色（如下图情况一）。

如果这2个`task`被分在不同帧中执行，则每一帧页面会渲染一次，屏幕会先显示红色再显示黑色（如下图情况二）。

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如果我们将`setTimeout`的延迟时间增大到`17ms`，那么基本可以确定这2个`task`会在不同帧执行，则“屏幕会先显示红色再显示黑色”的概率会大很多。

## requestAnimationFrame ##

可以发现，`task`没有办法精准的控制执行时机。那么有什么办法可以保证代码在每一帧都执行呢？

答案是：使用`requestAnimationFrame`（简称`rAF`）。

`rAF`会在每一帧`render`前被调用。

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一般被用来绘制动画，因为当动画代码执行完后接下来就进入`render`。动画效果可以最快被呈现。

如下代码执行结果是什么呢：

setTimeout(() => {
      console.log("setTimeout1");
      requestAnimationFrame(() => console.log("rAF1"));
    })
    setTimeout(() => {
      console.log("setTimeout2");
      requestAnimationFrame(() => console.log("rAF2"));
    })
    
    Promise.resolve().then(() => console.log('promise1'));
    console.log('global');

向右翻动展示答案????                               大概率是：     1. global 2. promise1 3. setTimeout1 4. setTimeout2 5. rAF1 6. rAF2

`setTimeout1`与`setTimeout2`作为2个`task`，使用默认延迟时间（不传延迟时间参数时，大概会有4ms延迟），那么大概率会在同一帧调用。

`rAF1`与`rAF2`则一定会在不同帧的`render`前调用。

所以，大概率我们会在同一帧先后调用`setTimeout1`、`setTimeout2`、`rAF1`，再在另一帧调用`rAF2`。

## requestIdleCallback ##

如果`render`完后这一帧还有剩余时间呢？

如图中绿色部分：

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此时你可以使用`requestIdleCallback`API，如果渲染完成后还有空闲时间，则这个`API`会被调用。

## 掉帧与时间切片 ##

如果`task`执行时间过长会怎么样呢？

如图`taskA`执行时间超过了16.6ms（比如`taskA`中有个很耗时的`while`循环）。

那么这一帧就没有时间`render`，页面直到下一帧`render`后才会更新。

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表现为页面卡顿一帧，或者说`掉帧`。就像下墓后我们没有时间`绘图`。

有什么好的解决办法么？

刚才提到的`requestIdleCallback`是一个解决办法。我们可以将一部分工作放到`空闲时间`中执行。

但是遇到`长时间task`还是会掉帧。

更好的办法是：时间切片。即把`长时间task`分割为`几个短时间task`。

如图我们将`taskA`拆分为2个`task`。则每一帧都有机会`render`。这样就能减少掉帧的可能。

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这`React15`中，采用`递归`的方式构建`虚拟DOM树`。

如果`树层级`很深，对应`task`的执行时间很长，就可能出现掉帧的情况。

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为了解决掉帧造成的卡顿，`React16`将`递归`的构建方式改为可中断的`遍历`。

以`5ms`的执行时间划分`task`，每`遍历`完一个节点，就检查当前`task`是否已经执行了`5ms`。

如果超过`5ms`，则中断本次`task`。

![format_png 14][]

通过将`task`执行时间切分为一个个小段，减少`长时间task`造成无法`render`的情况。这就是`时间切片`。

摸了摸手边的摸金符，我欣慰的想到：虽然996，但好歹身边都是活人。

这行，是转对了。

## 关于奇舞周刊 ##

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