[Inside look at modern web browser](https://developers.google.com/web/updates/2018/09/inside-browser-part4) 是介绍浏览器实现原理的系列文章，共 4 篇，本次精读介绍第四篇。

## 概述

前几章介绍了浏览器的基础进程、线程以及它们之间协同的关系，并重点说到了渲染进程是如何处理页面绘制的，那么最后一章也就深入到了浏览器是如何处理页面中事件的。

全篇站在浏览器实现的视角思考问题，非常有趣。

### 输入进入合成器

这是第一小节的标题。乍一看可能不明白在说什么，但这句话就是本文的核心知识点。为了更好的理解这句话，先要解释输入与合成器是什么：

- 输入：不仅包括输入框的输入，其实所有用户操作在浏览器眼中都是输入，比如滚动、点击、鼠标移动等等。
- 合成器：第三节说过的，渲染的最后一步，这一步在 GPU 进行光栅化绘图，如果与浏览器主线程解耦的化效率会非常高。

所以输入进入合成器的意思是指，在浏览器实际运行的环境中，合成器不得不响应输入，这可能会导致合成器本身渲染被阻塞，导致页面卡顿。

### "non-fast" 滚动区域

由于 js 代码可以绑定事件监听，而且事件监听中存在一种 `preventDefault()` 的 API 可以阻止事件的原生效果比如滚动，所以在一个页面中，浏览器会对所有创建了此监听的区块标记为 "non-fast" 滚动区域。

注意，只要创建了 `onwheel` 事件监听就会标记，而不是说调用了 `preventDefault()` 才会标记，因为浏览器不可能知道业务什么时候调用，所以只能一刀切。

为什么这种区域被称为 "non-fast"？因为在这个区域触发事件时，合成器必须与渲染进程通信，让渲染进程执行 js 事件监听代码并获得用户指令，比如是否调用了 `preventDefault()` 来阻止滚动？如果阻止了就终止滚动，如果没有阻止才会继续滚动，如果最终结果是不阻止，但这个等待时间消耗是巨大的，在低性能设备比如手机上，滚动延迟甚至有 10～100ms。

然而这并不是设备性能差导致的，因为滚动是在合成器发生的，如果它可以不与渲染进程通信，那么即便是 500 元的安卓机也可以流畅的滚动。

### 注意事件委托

更有意思的是，浏览器支持一种事件委托的 API，它可以将事件委托到其父节点一并监听。

这本是一个非常方便的 API，但对浏览器实现可能是一个灾难：

```js
document.body.addEventListener('touchstart', event => {
  if (event.target === area) {
    event.preventDefault();
  }
});
```

如果浏览器解析到上面的代码，只能用无语来形容。因为这意味着必须对全页面都进行 "non-fast" 标记，因为代码委托的是整个 document！这会导致滚动非常慢，因为在页面任何地方滚动都要发生一次合成器与渲染进程的通信。

所以最好的办法就是不要写这种监听。但还有一种方案是，告诉浏览器你不会 `preventDefault()`，这是因为 chrome 通过对应用源码统计后发现，大约 80% 的事件监听没有 `preventDefault()`，而仅仅是做别的事情，所以合成器应该可以与渲染进程的事件处理并行进行，这样既不卡顿，逻辑也不会丢失。所以添加了一种 `passive: true` 的标记，标识当前事件可以并行处理：

```js
document.body.addEventListener('touchstart', event => {
  if (event.target === area) {
    event.preventDefault()
  }
 }, {passive: true});
```

这样就不会卡顿了，但 `preventDefault()` 也会失效。

### 检查事件是否可取消

对于 `passive: true` 的情况，事件就实际上变得不可取消了，所以我们最好在代码里做一层判断：

```js
document.body.addEventListener('touchstart', event => {
  if (event.cancelable && event.target === area) {
    event.preventDefault()
  }
 }, {passive: true});
```

然而这仅仅是阻止执行没有意义的 `preventDefault()`，并不能阻止滚动。这种情况下，最好的办法是通过 css 申明来阻止横向移动，因为这个判断不会发生在渲染进程，所以不会导致合成器与渲染进程的通信：

```css
#area {
  touch-action: none;
}
```

### 事件合并

由于事件触发频率可能比浏览器帧率还要高（1 秒 120 次），如果浏览器坚持对每个事件都进行响应，而一次事件都必须在 js 里响应一次的话，会导致大量事件阻塞，因为当 FPS 为 60 时，一秒也仅能执行 60 次事件响应，所以事件积压是无法避免的。

为了解决这个问题，浏览器在针对可能导致积压的事件，比如滚动事件时，将多个事件合并到一次 js 中，仅保留最终状态。

如果不希望丢掉事件中间过程，可以使用 `getCoalescedEvents` 从合并事件中找回每一步事件的状态：

```js
window.addEventListener('pointermove', event => {
  const events = event.getCoalescedEvents();
  for (let event of events) {
    const x = event.pageX;
    const y = event.pageY;
    // draw a line using x and y coordinates.
  }
});
```

## 精读

只要我们认识到事件监听必须运行在渲染进程，而现代浏览器许多高性能 “渲染” 其实都在合成层采用 GPU 做，所以看上去方便的事件监听肯定会拖慢页面流畅度。

但就这件事在 React 17 中有过一次讨论 [Touch/Wheel Event Passiveness in React 17](https://github.com/facebook/react/issues/19651)（实际上在即将到来的 18 该问题还在讨论中 [React 18 not passive wheel / touch event listeners support](https://github.com/facebook/react/issues/22794)），因为 React 可以直接在元素上监听 Touch、Wheel 事件，但其实框架采用了委托的方式在 document（后在 app 根节点）统一监听，这就导致了用户根本无从决定事件是否为 `passive`，如果框架默认 `passive`，会导致 `preventDefault()` 失效，否则性能得不到优化。

就结论而言，React 目前还是对几个受影响的事件 `touchstart` `touchmove` `wheel` 采用 `passive` 模式，即：

```tsx
const Test = () => (
  <div
    // 没有用的，无法阻止滚动，因为委托处默认 passive
    onWheel={event => event.preventDefault()}
  >
    ...
  </div>
)
```

虽然结论如此而且对性能友好，但并不是一个让所有人都能满意的方案，我们看看当时 Dan 是如何思考，并给了哪些解决方案的。

首先背景是，React 16 事件委托绑定在 document 上，React 17 事件委托绑定在 App 根节点上，而根据 chrome 的优化，绑定在 document 的事件委托默认是 `passive` 的，而其它节点的不会，因此对 React 17 来说，如果什么都不做，仅改变绑定节点位置，就会存在一个 Break Change。

1. 第一种方案是坚持 Chrome 性能优化的精神，委托时依然 pasive 处理。这样处理至少和 React 16 一样，`preventDefault()` 都是失效的，虽然不正确，但至少不是 BreakChange。
2. 第二种方案即什么都不做，这导致原本默认 `passive` 的因为绑定到非 document 节点上而 `non-passive` 了，这样做不仅有性能问题，而且 API 会存在 BreackChange，虽然这种做法更 “原生”。
3. touch/wheel 不再采用委托，意味着浏览器可以有更少的 "non-fast" 区域，而 `preventDefault()` 也可以生效了。

最终选择了第一个方案，因为暂时不希望在 React API 层面出现行为不一致的 BreakChange。

然而 React 18 是一次 BreakChange 的时机，目前还没有进一步定论。

## 总结

从浏览器角度看待问题会让你具备上帝视角而不是开发者视角，你不会再觉得一些奇奇怪怪的优化逻辑是 Hack 了，因为你了解浏览器背后是如何理解与实现的。

不过我们也会看到一些和实现强绑定的无奈，在前端开发框架实现时造成了不可避免的困扰。毕竟作为一个不了解浏览器实现的开发者，自然会认为 `preventDefault()` 绑定在滚动事件时，一定可以阻止默认滚动行为呀，但为什么因为：

- 浏览器分为合成层和渲染进程，通信成本较高导致滚动事件监听会引发滚动卡顿。
- 为了避免通信，浏览器默认为 document 绑定开启 `passive` 策略减少 "non-fast" 区域。
- 开启了 `passive` 的事件监听 `preventDefault()` 会失效，因为这层实现在 js 里而不是 GPU。
- React16 采用事件代理，把元素 `onWheel` 代理到 document 节点而非当前节点。
- React17 将 document 节点绑定下移到了 App 根节点，因此浏览器优化后的 `passive` 失效了。
- React 为了保持 API 不发生 BreakChange，因此将 App 根节点绑定的事件委托默认补上了 `passive`，使其表现与绑定在 document 一样。

总之就是 React 与浏览器实现背后的纠纷，导致滚动行为阻止失效，而这个结果链条传导到了开发者身上，而且有明显感知。但了解背后原因后，你应该能理解一下 React 团队的痛苦吧，因为已有 API 确实没有办法描述是否 `passive` 这个行为，所以这是个暂时无法解决的问题。

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