docs: 单线程模型如何确保 UI 流畅

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杭城小刘
2021-06-18 08:44:14 +08:00
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# 从 flutter 和前端角度出发,聊聊单线程模型下如何保证 UI 流畅性
> 文章主题是“单线程模型下如何保证 UI 的流畅性”。该话题针对的是 flutter 性能原理展开的,但是 dart 语言就是 js 的延伸,很多概念和机制都是一样的。具体不细聊。此外 js 也是单线程模型,在界面展示和 IO 等方面和 dart 类似。所以结合对比讲一下,帮助梳理和类比,更加容易掌握本文的主题,和知识的横向拓展。
>
> 先从前端角度出发,分析下 event loop 和事件队列模型。再从 flutter 层出发聊聊 dart 侧的事件队列和同步异步任务之间的关系。
## 一、单线程模型的设计
### 1. 最基础的单线程处理简单任务
假设有几个任务:
- 任务1: "姓名:" + "杭城小刘"
- 任务2: "年龄:" + "1995" + "02" + "20"
- 任务3: "大小:" + (2021 - 1995 + 1)
- 任务4: 打印任务1、2、3 的结果
在单线程中执行,代码可能如下:
```c++
//c
void mainThread () {
string name = "姓名:" + "杭城小刘";
string birthday = "年龄:" + "1995" + "02" + "20"
int age = 2021 - 1995 + 1;
printf("个人信息为:%s, %s, 大小:%d", name.c_str(), birthday.c_str(), age);
}
```
线程开始执行任务,按照需求,单线程依次执行每个任务,执行完毕后线程马上退出。
![基础单线程模型](./../assets/2021-06-18-SingleThread1.png)
### 2. 线程运行过程中来了新的任务怎么处理?
问题1 介绍的线程模型太简单太理想了,不可能从一开始就 n 个任务就确定了,大多数情况下,会接收到新的 m 个任务。那么 section1 中的设计就无法满足该需求。
**要在线程运行的过程中,能够接受并执行新的任务,就需要有一个事件循环机制。**最基础的事件循环可以想到用一个循环来实现。
```c++
// c++
int getInput() {
int input = 0;
cout<< "请输入一个数";
cin>>input;
return input;
}
void mainThread () {
while(true) {
int input1 = getInput();
int input2 = getInput();
int sum = input1 + input2;
print("两数之和为:%d", sum);
}
}
```
相较于第一版线程设计,这一版做了以下改进:
- 引入了**循环机制**,线程不会做完事情马上退出。
- 引入了**事件**。线程一开始会等待用户输入,等待的时候线程处于暂停状态,当用户输入完毕,线程得到输入的信息,此时线程被激活。执行相加的操作,最终输出结果。不断的等待输入,并计算输出。
![](./../assets/2021-06-18-SingleThread2.png)
### 3. 处理来自其他线程的任务
真实环境中的线程模块远远没有这么简单。比如浏览器环境下线程可能正在绘制可能会接收到1个来自用户鼠标点击的事件1个来自网络加载 css 资源完成的事件等等。第二版线程模型虽然引入了事件循环机制,可以接受新的事件任务,但是发现没?这些任务之来自线程内部,该设计是无法接受来自其他线程的任务的。
![第三版线程模型](./../assets/2021-06-18-SingleThread3.png)
从上图可以看出,渲染主线程会频繁接收到来自于 IO 线程的一些事件任务,当接受到的资源加载完成后的消息,则渲染线程会开始 DOM 解析当接收到来自鼠标点击的消息渲染主线程则会执行绑定好的鼠标点击事件脚本js来处理事件。
需要一个合理的数据结构,来存放并获取其他线程发送的消息?
**消息队列**这个词大家都听过,在 GUI 系统中,事件队列是一个通用解决方案。
![事件队列](./../assets/2021-06-18-SingleThread4.png)
**消息队列(事件队列)是一种合理的数据结构。要执行的任务添加到队列的尾部,需要执行的任务,从队列的头部取出。**
有了消息队列之后,线程模型得到了升华,如下:
![单线程模型第四版](./../assets/2021-06-18-SingleThread5.png)

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* [92、flutter 无痕埋点](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.92.md)
* [93、flutter 新功能引导](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.93.md)
* [94、APM-Wake Up](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.94.md)
* [95、从 flutter 和前端角度出发,聊聊单线程模型下如何保证 UI 流畅性](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.95.md)

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* [92、flutter 无痕埋点](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.92.md)
* [93、flutter 新功能引导](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.93.md)
* [94、APM-Wake Up](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.94.md)
* [95、从 flutter 和前端角度出发,聊聊单线程模型下如何保证 UI 流畅性](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter1%20-%20iOS/1.95.md)
* [Chapter2 - Web FrontEnd](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter2%20-%20Web%20FrontEnd/chapter2.md)
* [1、-last-child与-last-of-type你只是会用有研究过区别吗](https://github.com/FantasticLBP/knowledge-kit/blob/master/Chapter2%20-%20Web%20FrontEnd/2.1.md)

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