前端知识体系-NodeJS相关对于EventLoop（事件轮询）机制你到底了解多少？

Posted 2020-11-28 fecommunity

EventLoop

1. EventLoop的执行流程图

  ┌───────────────────────┐
┌─>│        timers         │<————— 执行 setTimeout()、setInterval() 的回调
│  └──────────┬────────────┘
|             |<-- 执行所有 Next Tick Queue 以及 MicroTask Queue 的回调
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     pending callbacks │<————— 执行由上一个 Tick 延迟下来的 I/O 回调（待完善，可忽略）
│  └──────────┬────────────┘
|             |<-- 执行所有 Next Tick Queue 以及 MicroTask Queue 的回调
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     idle, prepare     │<————— 内部调用（可忽略）
│  └──────────┬────────────┘     
|             |<-- 执行所有 Next Tick Queue 以及 MicroTask Queue 的回调
|             |                   ┌───────────────┐
│  ┌──────────┴────────────┐      │   incoming:   │ - (执行几乎所有的回调，除了 close callbacks 以及 timers 调度的回调和 setImmediate() 调度的回调，在恰当的时机将会阻塞在此阶段)
│  │         poll          │<─────┤  connections, │ 
│  └──────────┬────────────┘      │   data, etc.  │ 
│             |                   |               | 
|             |                   └───────────────┘
|             |<-- 执行所有 Next Tick Queue 以及 MicroTask Queue 的回调
|  ┌──────────┴────────────┐      
│  │        check          │<————— setImmediate() 的回调将会在这个阶段执行
│  └──────────┬────────────┘
|             |<-- 执行所有 Next Tick Queue 以及 MicroTask Queue 的回调
│  ┌──────────┴────────────┐
└──┤    close callbacks    │<————— socket.on('close', ...)

1. setTimeout/setInterval 属于 timers 类型；
2. setImmediate 属于 check 类型；
3. socket 的 close 事件属于 close callbacks 类型；
4. 其他 MacroTask 都属于 poll 类型。
5. process.nextTick 本质上属于 MicroTask，但是它先于所有其他 MicroTask 执行；
6. 所有 MicroTask 的执行时机，是不同类型 MacroTask 切换的时候。
7. idle/prepare 仅供内部调用，我们可以忽略。
8. pending callbacks 不太常见，我们也可以忽略。

2. 执行机制

1. 先执行所有类型为 timers 的 MacroTask，然后执行所有的 MicroTask（注意 NextTick 要优先哦）；
2. 进入 poll 阶段，执行几乎所有 MacroTask，然后执行所有的 MicroTask；
3. 再执行所有类型为 check 的 MacroTask，然后执行所有的 MicroTask；
4. 再执行所有类型为 close callbacks 的 MacroTask，然后执行所有的 MicroTask；
5. 至此，完成一个 Tick，回到 timers 阶段；
   ……
   如此反复，无穷无尽……
   

2.1 实例理解

const macroTaskList = [
  ['task1'],
  ['task2', 'task3'],
  ['task4'],
]

for (let macroIndex = 0; macroIndex < macroTaskList.length; macroIndex++) {
  const microTaskList = macroTaskList[macroIndex]

  for (let microIndex = 0; microIndex < microTaskList.length; microIndex++) {
    const microTask = microTaskList[microIndex]

    // 添加一个微任务
    if (microIndex === 1) microTaskList.push('special micro task')

    // 执行任务
    console.log(microTask)
  }

  // 添加一个宏任务
  if (macroIndex === 2) macroTaskList.push(['special macro task'])
}


// 输出结果：
// > task1
// > task2
// > task3
// > special micro task
// > task4
// > special macro task

2.2 执行细节分析

2.2.1 试分析下面程序的执行结果

console.log(1)
setTimeout(function() {
    console.log(2)
})

Promise.resolve()
    .then(function() {
        console.log(3)
    })

console.log(4)

2.2.2 执行流程分析

stack(执行栈)、Micro(微任务)、Macro（宏任务）

1. 初始状态： stack:[], Micro: [], Macro: [script]。执行栈为空, 微任务为空, 宏任务队列中有一个整体的 script代码

2. 主线程开始执行, 遇到console.log(1), 首先会打印 1

3. 继续向下执行,遇到 setTimeout异步任务,就将其加入到Macro(宏任务)队列中。等待执行

4. 继续向下执行, 遇到 Promise.resolve也是一个异步任务,单它是微任务,将其加入 Micro(微任务)队列中,等待着行

5. 解析console.log(4), 并且打印4。 当主线程执行完打印的结果依次是 1 和 4。

6. 这时候主线程就会问 任务(异步)队列,有没有微任务要执行,将所有的 Micro(微任务)加入执行栈执行, 打印结果 3

7. 微任务执行完了, 就开始下一轮事件循环, 将第一个 Macro(宏任务)压入执行栈执行, 再次打印 2。

3. 谈一下宏任务与微任务的区别？（面试重点）

[!NOTE]
面试常考点，关键在于理解EventLoop的机制，以及宏任务和微任务的底层原理。

3.1 宏任务

• setTimeout
• setInterval
• setImmediate
• requestAnimationFrame

常见的宏任务: setTimeout、setInterval、setImmediate、 script中整体的代码、 I/O操作、 UI渲染等。

3.2 微任务

• process.nextTick
• MutationObserver
• Promise.then catch finally

常见的微任务有: process.nextTick、Promise和 MutationObserver监听DOM的变化。

3.3 微任务和宏任务的区别

[!NOTE]

• 微任务进入主线程执行是一队一队的, 而宏任务进入主线程是一个一个的。
• 微任务是在主线程空闲时批量执行, 宏任务是在事件循环下一轮的最开始执行

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参考文章：

• https://www.jianshu.com/p/deedcbf68880

• https://www.cnblogs.com/qiqingfu/p/10664549.html