现代浏览器必须运行复杂的应用程序，同时保持对用户操作的响应。这样做意味着选择要优先处理的众多任务中的哪些任务，以及将哪些任务推迟到以后的任务，如JavaScriptcallbacks、用户输入和呈现。此外，浏览器工作必须跨多个线程进行，不同的线程并行运行事件，以最大限度地提高响应能力。
到目前为止，我们的浏览器所做的大部分工作都来自用户的操作，比如滚动、按下按钮和点击链接。但随着浏览器运行的web应用程序越来越复杂，它们开始查询远程服务器，显示动画，并为以后预取信息。虽然用户速度慢且考虑周全，在操作之间留下了很长的差距，以便浏览器跟上，但应用程序可能要求很高。这就需要在视角上做出改变：浏览器现在有一个永无止境的任务队列。
现代浏览器通过多任务、优先排序和重复数据消除工作来适应这种现实。浏览器加载页面、运行脚本和响应用户操作所做的每一点工作都会转化为一个任务，可以在以后执行，其中一个任务只是一个可以执行的函数（加上它的参数）：通过将*args作为参数写入任务，我们表明一个任务可以用任意数量的参数构造，然后可以在列表args中使用。然后，使用*args调用函数将列表解压回多个元素。
类任务：def__init_________;（self，任务代码，*args）：self。任务代码=任务代码自身。args=args self__姓名_="；任务34；def run（self）：self。任务代码（*self.args）self。任务代码=无自身。args=None
任务的意义在于，根据调度算法，它可以在某个时间点创建，然后由某种类型的任务运行程序在稍后的某个时间运行。我们在第2章和第11章讨论的事件循环是任务运行程序，其中要运行的任务由操作系统提供。在我们的浏览器中，任务运行程序将任务存储在先进先出队列中：
当运行一个任务的时候，我们的任务运行器可以从队列中移除第一个任务并运行它：先入先出是一种简单的方式来选择接下来要运行的任务，而真正的浏览器有许多考虑不同因素的调度程序。
要运行这些任务，我们需要在我们的TaskRunner上调用run方法，我们可以在主事件循环中这样做：
类选项卡：def_____;init（self）：self。task_runner=TaskRunner（）如果_name_=="__主要内容"；：尽管如此：#。。。浏览器选项卡[浏览器.活动选项卡]。任务跑者。跑（）
在这里，我选择只在活动选项卡上运行任务，这意味着后台选项卡不能降低浏览器的速度。
有了这个简单的任务运行程序，我们现在可以将任务排队并在以后执行。例如，现在，当加载网页时，我们的浏览器将下载并运行所有脚本，然后再执行呈现步骤。这使得页面加载速度变慢。我们可以通过为运行脚本创建任务来解决这个问题：
class选项卡：def run_script（self，url，body）：try:print（"；脚本返回："；，self.js.run（body））dukpy除外。JSRuntimeError as e:print（"；Script"；，url，"；crash"；，e）def load（self）：对于脚本中的脚本：#。。。标题，正文=请求（脚本url，url）任务=任务（self.run_脚本，脚本url，正文）self。任务跑者。计划任务（任务）
现在，我们的浏览器将不会运行脚本，直到加载完成，事件循环再次出现。
JavaScript也是围绕基于任务的eventloop构建的，即使它没有嵌入浏览器中。它允许将消息传递给事件循环，使用run to completion语义，一般来说，它使用大量异步回调和事件。JavaScript的编程模型是以同样的方式构建浏览器的另一个重要原因。
任务也是支持多个JavaScriptAPI的自然方式，这些API要求函数在将来的某个时间运行。例如，setTimeoutlets可以在几毫秒后运行JavaScript函数。这段代码在一秒钟后将“回调”打印到控制台：
我们可以在Python的threadingmodule中使用Timerclass实现setTimeout。您可以这样使用该类：另一种方法是记录每个任务应该发生的时间，并与事件循环中的currenttime进行比较。这称为轮询，例如，SDL事件循环用于查找事件和任务。然而，这可能意味着在循环中浪费CPU周期，直到任务完成，所以我希望计时器更高效。
这将在一秒钟后的新蟒蛇上运行回调。易于理解的但使用定时器来实现setTimeout会有点棘手，因为会涉及多个线程。
与第9章中的addEventListener一样，对setTimeout的调用将回调保存在JavaScript变量中，并创建一个句柄，Python端代码可以通过该句柄调用它：
SET_TIMEOUT_REQUESTS={}函数setTimeout（callback，time_delta）{var handle=Object.keys（SET_TIMEOUT_REQUESTS）.length；SET_TIMEOUT_REQUESTS[handle]=callback；call_python（"；setTimeout"；，handle，time#delta）}
导出的setTimeout函数将创建一个计时器，等待请求的时间段，然后要求JavaScript运行时运行回调。最后一部分将通过_runSetTimeout实现：请注意，我们从未从SET_TIMEOUT_请求字典中删除回调。如果回调函数保留对某个大型数据结构的最后一个引用，这可能会导致amemory泄漏。我们在第九章看到了类似的问题。一般来说，在浏览器和浏览器应用程序之间共享数据结构时，避免内存泄漏需要非常小心。
然而，Python方面要复杂得多，因为线程。计时器在一个新的Pythonthread上执行其回调。该线程不能直接调用evaljs：我们将在同一时间在两个Python线程上运行JavaScript，这是不好的。JavaScript不是一种多线程编程语言。在网络上创建各种各样的工作人员是可能的，但它们都是独立运行的，只通过特殊的消息传递API进行通信。相反，计时器只需向任务队列中添加一个新任务，我们的主线程将在稍后执行：这段代码有一个非常微妙的错误，其中一个页面可能会创建一个setTimeout，然后在用户访问另一个网页时触发该计时器。在我们的浏览器中，这将允许一个页面运行JavaScript来修改另一个页面，这将导致巨大的安全漏洞！我认为你可以通过自我保护来避免这种情况。js。当你导航到一个新页面时，你应该做一些更仔细的事情，比如跟踪JSContext产生的所有子线程，并在导航之前结束所有子线程。随着我们的浏览器变得越来越复杂，我们的bug和相关修复也变得越来越复杂！
SETTIMEOUT_CODE="__runSetTimeout（dukpy.handle）和#34；类JSContext:def _uinit__________;（self，tab）：#。。。自己interp。export_函数（"；setTimeout"；self.setTimeout）def dispatch#u setTimeout（self，handle）：self。interp。evaljs（SETTIMEOUT_CODE，handle=handle）def SETTIMEOUT（self，handle，time）：def run_callback（）：task=task（self.dispatch_SETTIMEOUT，handle）self。标签。任务跑者。计划_任务（任务）线程。计时器（time/1000.0，运行_回调）。开始（）
这样，调用evaljs的最终是主线程。这很好，但现在我们有两个线程访问task_runner：运行任务的主线程和添加任务的时间线程。这是一个竞争条件，可能会导致各种不好的事情发生，所以我们需要确保一次只有一个线程访问task_runner。
为此，我们使用一个锁对象，它一次只能由一个线程持有。每个线程将在读取或写入任务运行程序之前尝试获取锁，以避免同时访问：获取的阻塞参数指示线程在继续之前是否应等待锁可用；在本章中，你将始终将其设置为真。（当线程正在等待时，据说它被阻塞了。）
类任务运行程序：def _________________。。。自己锁=穿线。Lock（）def schedule_task（self，task）：self。锁获得（阻碍=真正的）自我。任务。添加任务（task）self。锁release（）定义运行（self）：self。锁如果len（self.tasks）>；0:task=self。任务。pop（0）self。锁如果任务：task，则释放（）。跑（）
在使用锁时，记住最终释放锁并尽可能短地保持它是非常重要的。例如，上面的代码在运行任务之前释放锁。这是因为任务从队列中移除后，其他线程无法访问它，因此在任务运行时不需要持有锁。
不幸的是，Python目前有一个globalinterpreter锁（GIL），因此Python线程不能真正并行运行。这是Python的一个不幸的局限性，它不会影响真正的浏览器，所以在本章中，试着假装它不存在。尽管有全局解释器锁，我们仍然需要锁。每个Python线程都可以在字节码操作之间进行转换，因此您仍然可以获得对共享变量的并发访问，竞争条件仍然是可能的。事实上，在调试本章的代码时，当我忘记添加锁时，我经常遇到这种竞争条件；尝试从浏览器中移除一些锁，以便自己查看！
线程还可以用于添加浏览器多任务处理。例如，在第10章中，我们实现了XMLHttpRequest类，它允许脚本向服务器发出请求。但在我们的实现中，整个浏览器会在等待请求完成时阻塞。那太糟糕了。因此，我们在第10章中实现的API的同步版本不是很有用，而且性能也很高。一些浏览器现在开始反对同步XMLHttpRequest。
创建一个运行回调函数的新线程。重要的是，此代码立即返回，回调与任何其他代码并行运行。我们将使用线程实现异步XMLHttpRequest调用。具体来说，我们将让浏览器启动一个线程，对该线程执行请求并解析响应，然后安排一个任务将响应发送回脚本。
与setTimeout一样，我们将回调存储在JavaScript端，并用句柄引用它：
当脚本在XMLHttpRequest对象上调用open方法时，我们现在允许is_async标志为true：在浏览器中，is_async的默认值为true，下面的代码没有实现。
XMLHttpRequest。原型open=function（method，url，is_async）{this.is_async=is_async this.method=method；this.url=url；}
在浏览器端，XMLHttpRequest_send Handler将由三部分组成。第一部分将解析URL和dosecurity检查：
类JSContext:def XMLHttpRequest_send（self、方法、url、body、isasync、handle）：如果不是self，则full_url=resolve_url（url、self.tab.url）。标签。允许的请求（完整url）：引发异常（"；跨源XHR被CSP阻止"；）如果url_来源（完整url）！=url_origin（self.tab.url）：引发异常（"；不允许跨源XHR请求"；）
然后，我们将定义一个函数，使请求和队列成为用于运行回调的任务：
类JSContext:def XMLHttpRequest_send（self、方法、url、body、isasync、handle）：#。。。def run_load（）：标题，响应=请求（完整url，self.tab.url，有效负载=正文）任务=任务（self.dispatch_xhr_onload，响应，句柄）self。标签。任务跑者。计划任务（任务）如果不是isasync：返回响应
最后，根据is_async标志，浏览器将立即调用此函数，或在新线程中调用：
类JSContext:def XMLHttpRequest_send（self、方法、url、body、isasync、handle）：#。。。如果不是isasync：返回run_load（），否则：线程。线程（目标=运行\加载）。开始（）
注意，在异步情况下，XMLHttpRequest_sendmethod启动一个线程，然后立即返回。该线程将与浏览器的主要工作并行运行，直到请求结束。
XHR_ONLOAD_CODE="__runXHROnload（dukpy.out，dukpy.handle）和#34；类JSContext:def dispatch_xhr_onload（self、out、handle）：do_default=self。interp。evaljs（XHR_ONLOAD_代码，out=out，handle=handle）
函数#u runXHROnload（body，handle）{var obj=XHR_REQUESTS[handle]；var evt=new Event（'；load'；）；obj。responseText=身体；如果（obj.onload）obj。加载（evt）；}
如您所见，任务不仅允许浏览器，还允许浏览器中运行的应用程序将任务延迟到以后。
XMLHttpRequest在帮助Web发展方面发挥了关键作用。在90年代，点击一个链接或提交一个表格需要加载一个新页面。有了XMLHttpRequest，网页的行为就更像一个动态应用程序；GMail是早期一个著名的例子。GMail可以追溯到2004年4月，在足够多的浏览器完成添加对API的支持后不久。1999年，第一个使用XMLHttpRequest的应用程序是Outlook WebAccess，但API花了一段时间才进入其他浏览器。如今，一个使用DOMS而不是页面加载来更新其状态的web应用程序被称为单页面应用程序。单页应用程序实现了更具交互性和复杂性的web应用程序，这反过来又使浏览器的速度和响应能力变得更加重要。
任务不仅仅是实现一些JavaScript API。一旦某件事成为一项任务，任务运行者就可以控制它运行的时间：可能是现在，可能是以后，或者最多每秒一次，或者甚至是以不同的速率运行活动页面和非活动页面，或者根据其优先级。浏览器甚至可以有多个任务运行程序，针对不同的用例进行优化。
现在，浏览器可能很难确定运行哪个JavaScript回调的优先级，或者为什么它可能希望以固定的节奏执行JavaScripttasks。但是除了JavaScript之外，浏览器还必须读取页面，正如您在第2章中所回忆的，我们希望浏览器能够以显示硬件刷新的速度读取页面。在大多数计算机上，这是每秒60次，或每帧16毫秒。
让我们建立16ms我们的理想刷新率：16毫秒不是那么精确，因为它是16.66666…ms的60倍，大约等于1秒。但它是一个玩具浏览器！
现在，这里有一些复杂性，因为我们有多个标签。我们不需要每16毫秒重新绘制一个标签，因为用户一次只能看到一个标签。我们只需要重新绘制活动选项卡本身。因此，应该由浏览器来控制何时更新显示，而不是单个选项卡。
让我们实现这一点。首先，让我们编写一个schedule_animation_frame方法，它被称为“animationframe”，因为不同像素的顺序渲染是一个动画，每次渲染它都是一个“帧”——就像pictureframe中的一幅画。在计划渲染任务以运行渲染管道一半选项卡的浏览器上：
类浏览器：def schedule_animation_frame（self）：def callback（）：active_tab=self。tabs[self.active_tab]task=task（active_tab.render）active_tab。任务跑者。计划_任务（任务）线程。计时器（刷新速率秒，回调）。开始（）
请注意，每次安排一帧时，我们都会设置一个计时器来安排下一帧。我们可以在启动浏览器时启动该过程：
接下来，让我们将浏览器执行的光栅和绘图任务放入它们自己的方法中：
在顶层循环中，在活动选项卡上运行任务后，浏览器将需要光栅和绘制，如果该任务是渲染任务：
现在我们正计划每16毫秒执行一次新的渲染任务，正如我们所希望的那样。
每秒60帧没有什么特别的。有些显示器每秒刷新72次，刷新频率更高的显示器越来越常见。电影通常以每秒24帧的速度拍摄（尽管一些导演提倡48帧），而电视节目通常以每秒30帧的速度拍摄。一致性通常比实际帧速率更重要：一致的每秒24帧比在60到24帧之间变化的帧速率看起来更平滑。
如果你在你的电脑上运行这个程序，你的CPU很有可能会出现峰值，电池也会开始耗尽。这是因为我们正在调用render every frame，这意味着我们的浏览器现在不断地为元素设计样式、构建布局树和绘制显示列表。大部分工作都被浪费了，因为在大多数框架上，网页根本不会改变，所以旧的样式、布局树和显示列表会和新的一样工作。
让我们用一个脏点来解决这个问题，这个状态告诉我们一些复杂的数据结构是否是最新的。既然我们想知道是否需要运行render，我们就把脏的部分称为needs_render：
类选项卡：def _uinit________________。。。自己needs_render=False def set_needs_render（self）：self。需要_render=True def render（self）：如果不是self。需要渲染：返回#。。。自己需要_render=False
这个标志的一个优点是，我们现在可以在HTML发生更改时设置Requireds_render，而不是直接调用render。渲染仍将进行，但将在稍后进行。这使得脚本速度更快，尤其是当脚本多次修改页面时。在innerHTML_集合、加载、单击和按键中进行此更改。例如，在load中，执行以下操作：
我们的实现中的另一个问题是，浏览器现在在每次活动选项卡运行atask时都会进行光栅_和_绘制。但有时，该任务只是运行JavaScript，而JavaScript不会触及网页，raster_和_draw调用是awaste。
我们可以使用另一个脏位来避免这种情况，我将其称为“需要”“光栅”“和”“绘制脏位”：需要”“光栅”“和”“绘制脏位并不会让浏览器更高效。在本章的后面，我们将添加多个浏览器线程，在这一点上，这个脏的部分是必要的，以避免动画时的不稳定行为。试着把它移到水里，自己看看！
类浏览器：def____;init（self）：self。needs_raster_and_draw=False def set_needs_raster_and_draw（self）：self。需要_光栅_和_绘图=真实的定义光栅_和_绘图（self）：如果不是self。需要_光栅_和_绘制：返回#。。。自己需要光栅和画图=假
每次浏览器更改浏览器浏览器的某些内容，或者选项卡更改其渲染时，我们都需要调用set_needs_raster_和_draw。浏览器chrome由事件处理程序更改：
类浏览器：def handle_click（self，e）：如果e.y<；CHROME_PX:#。。。自己set_needs_raster_and_draw（）def handle_key（self，char）：如果self。焦点=="；地址栏"；：#。。。自己set_needs_raster_and_draw（）def handle_enter（self）：如果self。焦点=="；地址栏"；：#。。。自己设置需要光栅和绘图（）
类选项卡：def _uinit________________。。。自己browser=浏览器def render（self）：#。。。自己浏览器设置需要光栅和绘图（）
现在，渲染管道仅在必要时运行，浏览器应该再次具有可接受的性能。
直到21世纪的第二个十年，所有的现代研究者都完成了采用一种有计划的、基于任务的研究方法。随着复杂的交互式web应用程序的出现，这种需求变得明显，但安全性仍然需要多年的努力
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