nodejs中事件循環機制的示例分析

這篇文章主要介紹了nodejs中事件循環機制的示例分析，具有一定借鑒價值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

前端開發離不開JavaScript，Javascript是一種web前端語言，主要用于web開發中，由瀏覽器解析執行。而js的作用不僅僅局限于前端領域的開發，它同樣可以用于服務端開發——nodejs。作為一名有理想抱負的前端，想要拓展視野，掌握一門服務器端開發語言，那么nodejs是非常好的一種選擇。

因為你掌握了js開發方式就很容易上手node,并且npm包管理工具也大大提升了開發體驗。nodejs以異步非阻塞I/O工作方式而聞名，其處理機制被稱為事件循環。

了解node事件循環機制就能更好的了解node的事件處理方式以及異步事件的執行時機，本文主要講解一下nodejs的事件循環機制，為后續學習node奠定基礎。

一、node VS javascript

前面提到，Javascript是一種web前端語言，主要用于web開發中，由瀏覽器解析執行，而 node.js 是一個基于 Chrome V8 引擎的JavaScript 運行環境，因此nodejs不是一門語言，不是庫，不是框架，而是一個js運行時環境，簡單講node可以解析和執行js代碼。以前只有瀏覽器可以解析執行Js,現在node可以使js完全脫離瀏覽器來運行。

node.js和瀏覽器js存在很多區別，比如瀏覽器中的js包括了ecmascript、BOM、DOM，但是nodejs中的js沒有BOM,DOM,只有emcscript。并且node這個js執行環境為js提供了一些服務器級別的操作API，例如：文件讀寫，網絡服務構建，網絡通信，http服務器等，這些API大都被包裝到核心模塊里面了。另外node的事件循環機制和瀏覽器js的事件循環機制也不一樣。

二、JavaScript事件循環

大家對瀏覽器中的js事件循環已經很清楚了，為了對比這里簡單再提一下。

(轉引自Philip Roberts的演講《Help, I'm stuck in an event-loop》)

js執行時同步和異步任務任務分別進入不同的執行環境，同步任務的進入主線程，即主執行棧，異步任務(ajax請求、settimeout、setinterval、poromise.resolve()等)進入任務隊列。不同的異步任務會推入不同的任務隊列，比如ajax請求、settimeout、setinterval等這些任務會被推入進宏任務隊列（Macro Task），而Promise函數則會被推到微任務隊列（Micro Task）。整體的事件循環過程如下：

• 當同步代碼執行完后，主執行棧變空，開始準備執行異步任務。

• 主線程會檢查微任務隊列是否為空，如果不為空那么會遍歷隊列內的所有微任務將其執行完，清空微任務隊列，然后再檢查宏任務隊列。如果微任務隊列是空的，直接進入下一步。

• 主線程遍歷宏任務隊列，并執行宏任務隊列中的第一個宏任務，在執行的過程中如果遇到宏任務或者微任務，則繼續將他們推入到對應的任務隊列，每次執行完一次宏任務都要遍歷執行一下微任務隊列，將其清空

• 執行渲染操作，更新視圖

• 開始下一次的事件循環，重復上述步驟直至兩個任務隊列清空

為了加深一下影響，舉一個小小的，看看以下代碼會輸出什么：

    var le=Promise.resolve(2);
    console.log(le)
    console.log('3')
    Promise.resolve().then(()=>{
    console.log('Promise1')  
    setTimeout(()=>{
        console.log('setTimeout2')
    },0)
    })
    setTimeout(()=>{
    console.log('setTimeout1')
    Promise.resolve().then(()=>{
        console.log('Promise2')    
    })
    },0);

用以上的事件循環過程分析一下：

• js主進程執行代碼遇到Promise.resolve(2)，會立即執行，將2變成一個promise對象，然后console.log（le）將le變量打印出來，打印----->Promise {<fulfilled>: 2}；

• console.log('3')，打印----->3

• 接著往下執行遇到Promise.resolve().then，這是一個異步微任務函數，推到微任務棧

• 下一個函數遇到setTimeout，推到宏任務隊列，至此主進程空了

• 檢查微任務隊列，發現Promise.resolve().then，所以打印----->promise1，又遇到一個定時器，推至宏任務隊列的最后，微任務隊列空了

• 檢查宏任務隊列，取第一個宏任務執行，打印----->setTimeout1，又遇到 Promise.resolve().then，推至微任務隊列

• 再開始下一個宏任務之前，一定會清空微任務，因此打印setTimeout1后，便會檢查微任務隊列，于是--->promise2

• 接下來又一輪事件循環，取宏任務隊列當前的第一個任務執行，于是打印打印----->setTimeout2，至此宏任務和微任務隊列均被清空，事件循環結束

因此輸出結果是：Promise {<fulfilled>: 2}，3，promise1，setTimeout1，promise2，setTimeout2。

瀏覽器里執行結果如下：

三、node事件循環

node的事件循環共有六個階段，在一次事件循環中這六個階段按順序會一直循環執行，直至事件處理完成。六個階段的順序圖如下：

六個階段分別是：

• timers 階段：這個階段執行timer（setTimeout、setInterval）的回調

• I/O callbacks 階段：執行一些系統操作的回調(比如網絡通信的錯誤回調)；

• idle, prepare 階段：僅node內部使用,可忽略

• poll 階段：獲取新的I/O事件, 適當的條件下node將阻塞在這里

• check 階段：執行 setImmediate() 的回調

• close callbacks 階段：執行 socket 的 close 事件回調，如果一個socket或handle被突然關掉（比如socket.destroy()），close事件將在這個階段被觸發

事件循環中，每當進入某一個階段，都會從該階段對應的回調隊列中取出函數去執行。當隊列為空或者執行的回調函數數量到達系統設定的閾值，該階段就會終止，然后檢查NextTick隊列和微任務隊列，將其清空，之后進入下一個階段。

這里面比較關鍵的是poll階段：

• poll隊列不為空的時候，事件循環會遍歷隊列并同步執行回調，直到隊列清空或執行回調數達到系統上限。

• poll隊列為空的時候，就會有兩種情況：

• 如果代碼中存在setImmediate()回調，那么事件循環直接結束poll階段進入check階段來執行check隊列里的回調；

• 如果不存在setImmediate()回調，會等待回調被加入到隊列中并立即執行回調，這里同樣會有個超時時間設置防止一直等待下去，如果規定時間內有定時器函數進入隊列，則返回到timer階段，執行定時器回調，否則在poll階段等待回調進入隊列。

同樣的舉個大大的，看看以下代碼會輸出什么：

console.log('start')
setTimeout(() => {
  console.log('timer1')
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('promise1')
  })
}, 0)
setTimeout(() => {
  console.log('timer2')
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('promise2')
  })
}, 0)
Promise.resolve().then(function() {
  console.log('promise3')
})
console.log('end')

利用node事件循環分析唄：

• 先執行同步任務，打印start,end

• 進入timer階段前，清空NextTick和micro隊列，所以打印promise3

• 進入timer階段，打印timer1，并發現有一個微任務，立即執行微任務，打印promise1

• 仍然在timer階段，執行下個宏任務，打印timer2,同樣遇到微任務，立即執行，打印promise2

因此輸出順序是：start,end,promise3,timer1,promise1,timer2,promise2,如果能正確回答出來說明對node的循環機制有了大體的了解，實際node輸出結果確實是這樣：

那如下代碼會輸出什么呢？

process.nextTick(function(){
    console.log(7);
});

new Promise(function(resolve){
    console.log(3);
    resolve();
    console.log(4);
}).then(function(){
    console.log(5);
});

process.nextTick(function(){
    console.log(8);
});

繼續分析：

• process.nextTick會將任務推進至nextTick隊列，promise.then會把任務推至micro隊列，上面提到過每次一個宏任務執行完，執行下一個宏任務之前需要清空nextTick隊列和micro隊列，同樣的一個階段執行完，進入下一個階段之前也需要nextTick隊列和micro隊列，并且nextTick隊列優先級高于micro隊列

• 先執行同步代碼，打印3，4

• 執行nextTick隊列，打印7，8

• 再執行micro隊列，打印5

因此最終輸出是：3，4，7，8，5，需要記住，process.nextTick 永遠大于 promise.then的優先級

還有一個大家很容易混淆的點就是setTimout和setImmediate的執行時機，根據上面描述的node事件循環機制，setImmediate()應該在check階段執行 與 而setTimeout在timer階段執行，理論上setTimout比setImmediate先執行，看下面的代碼：

setTimeout(() => console.log(1),0);
setImmediate(() => console.log(2));

執行結果是什么？1，2 還是 2，1，其實都有可能，看實際node運行的結果：

可以看到兩次執行的結果不一樣，為什么呢？原因在于即使setTimeout的第二個參數默認為0，但實際上，Node做不到0秒就執行其回調，最少也要4毫秒。那么進入事件循環后，如果沒到4毫秒，那么timers階段就會被跳過，從而進入check階段執行setImmediate回調，此時輸出結果是：2，1；

如果進入事件循環后，超過4毫秒(只是個大概，具體值并不確定)，setTimeout的回調會出現在timer階段的隊列里，回調將被執行，之后再進入poll階段和check階段，此時輸出結果是：1，2

那如果兩者在I/O周期內調用，誰先執行呢？看一下代碼：

const fs = require('fs')

fs.readFile('./test.txt', 'utf8' , (err, data) => {
  if (err) {
    console.error(err)
    return
  }
  setTimeout(() => {
    console.log('timeout');
  }, 0);
  setImmediate(() => {
    console.log('immediate');
  });
})

實際上，node中輸出的結果總是immediate先輸出，timeout后輸出。因為I/O回調是在poll階段執行，當回調執行完畢之后隊列為空，發現存在setImmediate的回調就會進入check階段，執行完畢后，再進入timer階段。

感謝你能夠認真閱讀完這篇文章，希望小編分享的“nodejs中事件循環機制的示例分析”這篇文章對大家有幫助，同時也希望大家多多支持億速云，關注億速云行業資訊頻道，更多相關知識等著你來學習!