Node Eventloop

Posted 2021-03-29 Web News

浏览器

关于微任务和宏任务在浏览器的执行顺序是这样的：

• 执行一只task（宏任务）

• 执行完micro-task队列 （微任务）

如此循环往复下去

常见的 task（宏任务） 比如：setTimeout、setInterval、script（整体代码）、 I/O 操作、UI 渲染等。
常见的 micro-task 比如: new Promise().then(回调)、MutationObserver(html5新特性) 等。

Node

这个图是整个 Node.js 的运行原理，从左到右，从上到下，Node.js 被分为了四层，分别是 应用层、V8引擎层、Node API层 和 LIBUV层。

• 应用层：  即 javascript 交互层，常见的就是 Node.js 的模块，比如 http，fs

• V8引擎层： 即利用 V8 引擎来解析JavaScript 语法，进而和下层 API 交互

• NodeAPI层： 为上层模块提供系统调用，一般是由 C 语言来实现，和操作系统进行交互 。

• LIBUV层：是跨平台的底层封装，实现了 事件循环、文件操作等，是 Node.js 实现异步的核心 。

当Node.js启动时会初始化event loop, 每一个event loop都会包含按如下顺序六个循环阶段：

Node的事件循环是libuv实现的，引用一张官网的图：

大体的task（宏任务）执行顺序是这样的：

• timers定时器：本阶段执行已经安排的 setTimeout() 和 setInterval() 的回调函数。

• pending callbacks待定回调：执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调。

• idle, prepare：仅系统内部使用。

• poll 轮询：检索新的 I/O 事件;执行与 I/O 相关的回调（几乎所有情况下，除了关闭的回调函数，它们由计时器和 setImmediate() 排定的之外），其余情况 node 将在此处阻塞。

• check 检测：setImmediate() 回调函数在这里执行。

• close callbacks 关闭的回调函数：一些准备关闭的回调函数，如：socket.on('close', ...)。

图1

将事件循环的 Pending、Idle/Prepare 和 Close 阶段涂成灰色，因为这些是 Node 在内部使用的阶段。Node 开发者编写的代码仅以微任务形式在主线、计时器（Timers） 阶段、轮询（Poll） 阶段和 查询（Check） 阶段中运行。

回调队列

每个阶段都会有一个在该阶段执行的 FIFO 回调队列。在图 1 中，为了节省空间，我没有展示每个阶段的回调队列，所以您可以想象一下每个阶段中的队列。

队列中的回调会一直运行，直到队列变空或达到系统相关限制。Node 文档没有明确说明这一点。

微任务

微任务紧跟在主线之后和事件循环的每个阶段之后执行。

在 Node 领域，微任务是来自以下位置的回调：

• process.nextTick()

• 已解决或被拒绝的 Promise 的 then() 处理函数（handler）

  
  

在主线和事件循环的每个阶段完成后，会立刻运行微任务回调。

• process.nextTick 不属于事件循环的任何一个阶段，它属于该阶段与下阶段之间的过渡, 即本阶段执行结束, 进入下一个阶段前, 所要执行的回调。有给人一种插队的感觉.

• setImmediate 的回调处于check阶段, 当poll阶段的队列为空, 且check阶段的事件队列存在的时候，切换到check阶段执行.

Timers 阶段

计时器分为两类：

• Immediate

• Timeout

当不再有过期的计时器回调需要运行时，事件循环就会运行所有微任务。运行微任务后，事件循环就会进入 Pending 阶段。

Pending 阶段

一些系统级回调将会在此阶段执行。您实际上不必担心此阶段（老实说，关于此阶段的信息并不多），但是我希望您知道它的存在。

Idle 和Prepare 阶段

显然，此阶段“仅供内部使用”，所以我不会介绍它。同样地，只需要知道它的存在就行了。

Poll 阶段

通常，如果轮询队列为空，则会阻塞并等待任何正在执行的 I/O 操作完成，然后立刻执行这些操作的回调。但是，如果调度了计时器，则 Poll 阶段将会结束。在必要时运行微任务，然后事件循环会进入 Check 阶段。

轮询 阶段有两个重要的功能：

1. 计算应该阻塞和轮询 I/O 的时间。

2. 然后，处理 轮询 队列里的事件。

当事件循环进入 轮询 阶段且 没有被调度的计时器时 ，将发生以下两种情况之一：

• 如果 轮询 队列 不是空的 ，事件循环将循环访问回调队列并同步执行它们，直到队列已用尽，或者达到了与系统相关的硬性限制。

• 如果 轮询 队列 是空的 ，还有两件事发生：

• 如果脚本被 setImmediate() 调度，则事件循环将结束 轮询 阶段，并继续 检查 阶段以执行那些被调度的脚本。

• 如果脚本 未被 setImmediate()调度，则事件循环将等待回调被添加到队列中，然后立即执行。

一旦 轮询 队列为空，事件循环将检查 _已达到时间阈值的计时器_。如果一个或多个计时器已准备就绪，则事件循环将绕回计时器阶段以执行这些计时器的回调。

Check 阶段

此阶段是一种“后 I/O”阶段，只有 setImmediate() 回调会在该阶段中执行。这使您能够在 Poll 阶段变得空闲时立即执行一些代码。

Check 阶段的回调队列为空后，会运行所有微任务，然后事件循环将进入 Close 阶段。

这个阶段允许在 poll 阶段结束后立即执行回调。如果 poll 阶段空闲，并且有被setImmediate()设定的回调，event loop会转到 check 阶段而不是继续等待。

Close 阶段

如果某个套接字（socket）或句柄（handle）突然关闭（例如，如果调用了一个套接字的 socket.destroy() 方法），则会执行此阶段，这种情况下会触发其“close”事件。

因为这种情况不太可能发生，所以我在详细讨论时会省略此阶段（我只会讨论您可能在其中执行回调的阶段）。

总结：

微任务和宏任务在Node的执行顺序

Node 10以前：

• 执行完一个阶段的所有任务

• 执行完nextTick队列里面的内容

• 然后执行完微任务队列的内容

Node 11以后：
和浏览器的行为统一了，都是每执行一个宏任务就执行完微任务队列。

示例题：

async function async1(){ console.log('async1 start') await async2() console.log('async1 end') }async function async2(){ console.log('async2')}console.log('script start')setTimeout(function(){ console.log('setTimeout0') },0) setTimeout(function(){ console.log('setTimeout3') },3) setImmediate(() => console.log('setImmediate'));process.nextTick(() => console.log('nextTick'));async1();new Promise(function(resolve){ console.log('promise1') resolve(); console.log('promise2')}).then(function(){ console.log('promise3')})console.log('script end'

依次打印：

script startasync1 startasync2promise1promise2script endnextTickasync1 endpromise3setTimeout0setImmediatesetTimeout3

你答对了吗