Javascript语言的执行环境是"单线程"（single thread）
所谓"单线程"，就是指一次只能完成一件任务。如果有多个任务，就必须排队，前面一个任务完成，再执行后面一个任务，以此类推。
这种模式的好处是实现起来比较简单，执行环境相对单纯；坏处是只要有一个任务耗时很长，后面的任务都必须排队等着，会拖延整个程序的执行。常见的浏览器无响应（假死），往往就是因为某一段Javascript代码长时间运行（比如死循环），导致整个页面卡在这个地方，其他任务无法执行。
为了解决这个问题，Javascript语言将任务的执行模式分成两种：同步（Synchronous）和异步（Asynchronous）。
"同步模式"就是上一段的模式，后一个任务等待前一个任务结束，然后再执行，程序的执行顺序与任务的排列顺序是一致的、同步的；
"异步模式"则完全不同，每一个任务有一个或多个回调函数（callback），前一个任务结束后，不是执行后一个任务，而是执行回调函数，后一个任务则是不等前一个任务结束就执行，所以程序的执行顺序与任务的排列顺序是不一致的、异步的。
"异步模式"非常重要。在浏览器端，耗时很长的操作都应该异步执行，避免浏览器失去响应，最好的例子就是Ajax操作。在服务器端，"异步模式"甚至是唯一的模式，因为执行环境是单线程的，如果允许同步执行所有http请求，服务器性能会急剧下降，很快就会失去响应。
本文总结了"异步模式"编程的4种方法，理解它们可以让你写出结构更合理、性能更出色、维护更方便的Javascript程序。
一、回调函数
这是异步编程最基本的方法。
假定有两个函数f1和f2，后者等待前者的执行结果。
f1();
f2();
如果f1是一个很耗时的任务，可以考虑改写f1，把f2写成f1的回调函数。
function f1(callback){
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
callback();
}, 1000);
}
执行代码就变成下面这样：
f1(f2);
采用这种方式，我们把同步操作变成了异步操作，f1不会堵塞程序运行，相当于先执行程序的主要逻辑，将耗时的操作推迟执行。
回调函数的优点是简单、容易理解和部署，缺点是不利于代码的阅读和维护，各个部分之间高度耦合（Coupling），流程会很混乱，而且每个任务只能指定一个回调函数。
二、事件监听
另一种思路是采用事件驱动模式。任务的执行不取决于代码的顺序，而取决于某个事件是否发生。
还是以f1和f2为例。首先，为f1绑定一个事件（这里采用的jQuery的写法）。
f1.on('done', f2);
上面这行代码的意思是，当f1发生done事件，就执行f2。然后，对f1进行改写：
function f1(){
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
f1.trigger('done');
}, 1000);
}
f1.trigger('done')表示，执行完成后，立即触发done事件，从而开始执行f2。
这种方法的优点是比较容易理解，可以绑定多个事件，每个事件可以指定多个回调函数，而且可以"去耦合"（Decoupling），有利于实现模块化。缺点是整个程序都要变成事件驱动型，运行流程会变得很不清晰。
三、发布/订阅
上一节的"事件"，完全可以理解成"信号"。
我们假定，存在一个"信号中心"，某个任务执行完成，就向信号中心"发布"（publish）一个信号，其他任务可以向信号中心"订阅"（subscribe）这个信号，从而知道什么时候自己可以开始执行。这就叫做"发布/订阅模式"（publish-subscribe pattern），又称"观察者模式"（observer pattern）。
这个模式有多种实现，下面采用的是Ben Alman的Tiny Pub/Sub，这是jQuery的一个插件。
首先，f2向"信号中心"jQuery订阅"done"信号。
jQuery.subscribe("done", f2);
然后，f1进行如下改写：
function f1(){
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
jQuery.publish("done");
}, 1000);
}
jQuery.publish("done")的意思是，f1执行完成后，向"信号中心"jQuery发布"done"信号，从而引发f2的执行。
此外，f2完成执行后，也可以取消订阅（unsubscribe）。
jQuery.unsubscribe("done", f2);
这种方法的性质与"事件监听"类似，但是明显优于后者。因为我们可以通过查看"消息中心"，了解存在多少信号、每个信号有多少订阅者，从而监控程序的运行。
四、Promises对象
Promises对象是CommonJS工作组提出的一种规范，目的是为异步编程提供统一接口。
简单说，它的思想是，每一个异步任务返回一个Promise对象，该对象有一个then方法，允许指定回调函数。比如，f1的回调函数f2,可以写成：
f1().then(f2);
f1要进行如下改写（这里使用的是jQuery的实现）：
function f1(){
var dfd = $.Deferred();
setTimeout(function () {
// f1的任务代码
dfd.resolve();
}, 500);
return dfd.promise;
}
这样写的优点在于，回调函数变成了链式写法，程序的流程可以看得很清楚，而且有一整套的配套方法，可以实现许多强大的功能。
比如，指定多个回调函数：
f1().then(f2).then(f3);
再比如，指定发生错误时的回调函数：
f1().then(f2).fail(f3);
而且，它还有一个前面三种方法都没有的好处：如果一个任务已经完成，再添加回调函数，该回调函数会立即执行。所以，你不用担心是否错过了某个事件或信号。这种方法的缺点就是编写和理解，都相对比较难。
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）
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）
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。
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，浏览器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setInternal与setTimeout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
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
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。
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。
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。
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：
解析html建立dom树
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）
布局render树（Layout/reflow），负责各元素尺寸、位置的计算
绘制render树（paint），绘制页面像素信息
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。
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 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
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。
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 -> Layerborders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：translate3d、translateZ
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）
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）：
注意，这里不谈可执行上下文，VO，scop 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）
作者：yuanjiex
链接：https://www.jianshu.com/p/bd93f98a9e69
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