原理

node 下的 Event Loop

node 的事件循环机制与浏览器的行为不同，javascript 的异步模式其基础就为事件循环，想要了解异步是如何实现的事件循环机制必须了解。

breeze

Apr 9, 2019 — 6 min read

前言

通过浏览器下的 Event Loop ，可以得知 javascript 是一门事件驱动的语言， javascript 主线程通过不断的调用事件队列中的事件来完成异步任务。那么 Node 下是否也是如此？

Node 下的事件队列

在 Node 官网有这样一篇文章：The Node.js Event Loop, Timers, and process.nextTick() 。
该文章主要讲述了 Node 中是如何处理以及实现 Node 下的 Event Loop。

主要包含以下内容：

事件队列

不同于浏览器，Node 下的有 6 个事件处理阶段，其执行顺序和队列名称如下：

   ┌───────────────────────────┐
┌─>│           timers          │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │     pending callbacks     │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │       idle, prepare       │
│  └─────────────┬─────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌─────────────┴─────────────┐      │   incoming:   │
│  │           poll            │<─────┤  connections, │
│  └─────────────┬─────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌─────────────┴─────────────┐      └───────────────┘
│  │           check           │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
└──┤      close callbacks      │
   └───────────────────────────┘

不同事件队列的含义如下：

阶段名	含义
`timers`	处理由 `setTimeout`、`setInterval` 产生的回调
`pending callbacks`	处理由系统调用错误产出的回调，比如网络连接失败的情况
`idle, prepare`	`Node` 内部使用
`poll`	处理由 `I/O` 产生的事件
`check`	处理由 `setImmediate` 产生的回调
`close callbacks`	处理由某些对象发出的 `close` 事件，比如 `socket.on('close', ...)`

timers 阶段

timers 阶段是 Node 下 Event Loop 的第一个阶段，在该阶段下，Node 会检查所有注册的定时器是否到期，如果到期则压入 timers 的任务队列中，检查完毕后，依次执行任务队列中的任务。

注：在 Node 下设置定义器，不能保证在设置的时间到达后立即执行，Node 只能保证在设置的时间到达后，尽可能快的执行设置的回调。

pending callbacks 阶段

该阶段的任务队列主要由操作系统发出的任务失败的事件构成，比如网络连接失败。

poll 阶段

该阶段为 Node 中最重要的一个阶段，Node 下绝大多数的异步任务都会在这个阶段进行处理，而不像其他阶段都是同种类型的任务。

在进入该阶段前，会进行一次定时器的统计，找出最近一次需要触发的定时器，避免 Node 被阻塞在改阶段而定时器得不到运行。

因此进入该阶段后，会发生以下事情

计算出有多久的时间可以用来做任务的触发
依次执行该事件队列中的事件

Event Loop 进入了 poll 阶段，根据定时器的设置情况，会发生以下事情

未设置定时器

如果该阶段的事件队列不为空，Node 将同步执行事件队列中的事件回调，直至该队列为空，或执行的回调达到系统上限。
如果该阶段的事件队列为空，那么系统将根据有没设置 setImmediate 做出相应的处理
- 设置了 setImmediate 那么该阶段结束，进入 check 阶段
- 未设置 setImmediate 那么 Node 将阻塞在改阶段，继续接收产生的事件并处理

该阶段是 Event Loop 中最重要的一个阶段（绝大多数的异步回调在该阶段处理），所以程序应该尽可能的留在该阶段处理事件，当没有定时器，没有设置 setImmediate 那么 Node 进行 Event Loop 也没有意义， Node 只需要停留在该阶段，继续处理事件即可。

设置了定时器

当该阶段的任务队列处理结束，Node 会检查是否有定时器到期，如果有一个以上定时器已到期，Event Loop 会结束该阶段，进入一下个阶段。

check 阶段

该阶段的任务队列中保存着在该阶段执行前，所有由 setImmediate 注册的回调。

close callbacks 阶段

该阶段的任务队列主要由 close 发出的事件构成，比如 socket.on('close', ...) 。

micro task

同样的在 Node 下的 Event Loop 也有一个为任务队列，在 Node 下产生微任务的方式

process.nextTick()
Promise.then catch finally

不同于浏览器端，微任务队列会在 Event Loop 每个阶段执行结束后执行，每次执行会将微任务队列中的所有任务执行完毕。

图解

对比浏览器

setTimeout(()=>{
    console.log('timer1')

    Promise.resolve().then(function() {
        console.log('promise1')
    })
}, 0)

setTimeout(()=>{
    console.log('timer2')

    Promise.resolve().then(function() {
        console.log('promise2')
    })
}, 0)

以上代码在浏览器和 Node 下会得到不同的结果，如下

浏览器