主線程從"任務(wù)隊列"中讀取事件，這個過程是循環(huán)不斷的，所以整個的這種運行機制又稱為Event Loop（事件循環(huán)）。下面本篇文章就來帶大家掌握Node.js中的eventloop，希望對大家有所幫助！

(相關(guān)資料圖)

雖然js可以在瀏覽器中執(zhí)行又可以在node中執(zhí)行，但是它們的事件循環(huán)機制并不是一樣的。并且有很大的區(qū)別。

EventLoop機制概述

在說Node事件循環(huán)機制之前，我們先來討論兩個問題

為什么要學習事件循環(huán)機制？

學習事件循環(huán)可以讓開發(fā)者明白JavaScript的運行機制是怎么樣的。

事件循環(huán)機制做的是什么事情？

事件循環(huán)機制用于管理異步API的回調(diào)函數(shù)什么時候回到主線程中執(zhí)行。

Node.js采用的是異步IO模型。同步API在主線程中執(zhí)行，異步API在底層的C++維護的線程中執(zhí)行，異步API的回調(diào)函數(shù)也會在主線程中執(zhí)行?！鞠嚓P(guān)教程推薦：nodejs視頻教程、編程教學】

在Javascript應(yīng)用運行時，眾多異步API的回調(diào)函數(shù)什么時候能回到主線程中調(diào)用呢？這就是事件環(huán)環(huán)機制做的事情，管理異步API的回調(diào)函數(shù)什么時候回到主線程中執(zhí)行。

EventLoop的六個階段

在Node中的事件循環(huán)分為六個階段。

在事件循環(huán)中的每個階段都有一個隊列，存儲要執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)，事件循環(huán)機制會按照先進先出的方式執(zhí)行他們直到隊列為空。

這六個階段都存儲著異步回調(diào)函數(shù)，所以還是遵循先執(zhí)行主線程同步代碼，當同步代碼執(zhí)行完后再來輪詢這六個階段。

接下來，我們來詳細看看這六個階段里面存儲的都是什么

Timers

Timers：用于存儲定時器的回調(diào)函數(shù)(setlnterval,setTimeout)。

Pendingcallbacks

Pendingcallbacks：執(zhí)行與操作系統(tǒng)相關(guān)的回調(diào)函數(shù)，比如啟動服務(wù)器端應(yīng)用時監(jiān)聽端口操作的回調(diào)函數(shù)就在這里調(diào)用。

idle，prepare

idle，prepare：系統(tǒng)內(nèi)部使用。(這個我們程序員不用管)

Poll

Poll：存儲1/O操作的回調(diào)函數(shù)隊列，比如文件讀寫操作的回調(diào)函數(shù)。

在這個階段需要特別注意，如果事件隊列中有回調(diào)函數(shù)，則執(zhí)行它們直到清空隊列，否則事件循環(huán)將在此階段停留一段時間以等待新的回調(diào)函數(shù)進入。

但是對于這個等待并不是一定的，而是取決于以下兩個條件：

Check

Check：存儲setlmmediate的回調(diào)函數(shù)。

Closingcallbacks

Closingcallbacks：執(zhí)行與關(guān)閉事件相關(guān)的回調(diào)，例如關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接的回調(diào)函數(shù)等。

宏任務(wù)與微任務(wù)

跟瀏覽器中的js一樣，node中的異步代碼也分為宏任務(wù)和微任務(wù)，只是它們之間的執(zhí)行順序有所區(qū)別。

我們再來看看Node中都有哪些宏任務(wù)和微任務(wù)

宏任務(wù)

setlnterval

setimeout

setlmmediate

I/O

微任務(wù)

Promise.then

Promise.catch

Promise.finally

process.nextTick

在node中，對于微任務(wù)和宏任務(wù)的執(zhí)行順序到底是怎樣的呢？

微任務(wù)和宏任務(wù)的執(zhí)行順序

在node中，微任務(wù)的回調(diào)函數(shù)被放置在微任務(wù)隊列中，宏任務(wù)的回調(diào)函數(shù)被放置在宏任務(wù)隊列中。

微任務(wù)優(yōu)先級高于宏任務(wù)。當微任務(wù)事件隊列中存在可以執(zhí)行的回調(diào)函數(shù)時，事件循環(huán)在執(zhí)行完當前階段的回調(diào)函數(shù)后會暫停進入事件循環(huán)的下一個階段，而會立即進入微任務(wù)的事件隊列中開始執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，當微任務(wù)隊列中的回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完成后，事件循環(huán)才會進入到下一個段開始執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。

對于微任務(wù)我們還有個點需要特別注意。那就是雖然nextTick同屬于微任務(wù)，但是它的優(yōu)先級是高于其它微任務(wù)，在執(zhí)行微任務(wù)時，只有nextlick中的所有回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完成后才會開始執(zhí)行其它微任務(wù)。

總的來說就是當主線程同步代碼執(zhí)行完畢后會優(yōu)先清空微任務(wù)(如果微任務(wù)繼續(xù)產(chǎn)生微任務(wù)則會再次清空)，然后再到下個事件循環(huán)階段。并且微任務(wù)的執(zhí)行是穿插在事件循環(huán)六個階段中間的，也就是每次事件循環(huán)進入下個階段前會判斷微任務(wù)隊列是否為空，為空才會進入下個階段，否則先清空微任務(wù)隊列。

下面我們用代碼實操來驗證前面所說的。

代碼實例

先執(zhí)行同步再執(zhí)行異步

在Node應(yīng)用程序啟動后，并不會立即進入事件循環(huán)，而是先執(zhí)行同步代碼，從上到下開始執(zhí)行，同步API立即執(zhí)行，異步API交給C++維護的線程執(zhí)行，異步API的回調(diào)函數(shù)被注冊到對應(yīng)的事件隊列中。當所有同步代碼執(zhí)行完成后，才會進入事件循環(huán)。

console.log("start");setTimeout(() => {  console.log("setTimeout 1");});setTimeout(() => {  console.log("setTimeout 2");});console.log("end");

我們來看執(zhí)行結(jié)果

可以看到，先執(zhí)行同步代碼，然后才會進入事件循環(huán)執(zhí)行異步代碼，在timers階段執(zhí)行兩個setTimeout回調(diào)。

setTimeout一定會先于setImmediate執(zhí)行嗎

我們知道setTimeout是在timers階段執(zhí)行，setImmediate是在check階段執(zhí)行。并且事件循環(huán)是從timers階段開始的。所以會先執(zhí)行setTimeout再執(zhí)行setImmediate。

對于上面的分析一定對嗎？

我們來看例子

console.log("start");setTimeout(() => {  console.log("setTimeout");});setImmediate(() => {  console.log("setImmediate");});const sleep = (delay) => {  const startTime = +new Date();  while (+new Date() - startTime < delay) {    continue;  }};sleep(2000);console.log("end");

執(zhí)行上面的代碼，輸出如下

先執(zhí)行setTimeout再執(zhí)行setImmediate

接下來我們來改造下上面的代碼，把延遲器去掉，看看會輸出什么

setTimeout(() => {  console.log("setTimeout");});setImmediate(() => {  console.log("setImmediate");});

我們運行了七次，可以看到其中有兩次是先運行的setImmediate

怎么回事呢？不是先timers階段再到check階段嗎？怎么會變呢？

其實這就得看進入事件循環(huán)的時候，異步回調(diào)有沒有完全準備好了。對于最開始的例子，因為有2000毫秒的延遲，所以進入事件循環(huán)的時候，setTimeout回調(diào)是一定準備好了的。所以執(zhí)行順序不會變。但是對于這個例子，因為主線程沒有同步代碼需要執(zhí)行，所以一開始就進入事件循環(huán)，但是在進入事件循環(huán)的時候，setTimeout的回調(diào)并不是一定完全準備好的，所以就會有先到check階段執(zhí)行setImmediate回調(diào)函數(shù)，再到下一次事件循環(huán)的timers階段來執(zhí)行setTimeout的回調(diào)。

那在什么情況下同樣的延遲時間，setImmediate回調(diào)函數(shù)一定會優(yōu)先于setTimeout的回調(diào)呢？

其實很簡單，只要將這兩者放到timers階段和check階段之間的Pendingcallbacks、idle，prepare、poll階段中任意一個階段就可以了。因為這些階段完執(zhí)行完是一定會先到check再到timers階段的。

我們以poll階段為例，將這兩者寫在IO操作中。

const fs = require("fs");fs.readFile("./fstest.js", "utf8", (err, data) => {  setTimeout(() => {    console.log("setTimeout");  });  setImmediate(() => {    console.log("setImmediate");  });});

我們也來執(zhí)行七次，可以看到，每次都是setImmediate先執(zhí)行。

所以總的來說，同樣的延遲時間，setTimeout并不是百分百先于setImmediate執(zhí)行。

先微任務(wù)再宏任務(wù)

主線程同步代碼執(zhí)行完畢后，會先執(zhí)行微任務(wù)再執(zhí)行宏任務(wù)。

我們來看下面的例子

console.log("start");setTimeout(() => {  console.log("setTimeout");});setImmediate(() => {  console.log("setImmediate");});Promise.resolve().then(() => {  console.log("Promise.resolve");});console.log("end");

我們運行一下看結(jié)果，可以看到它是先執(zhí)行了微任務(wù)然后再執(zhí)行宏任務(wù)

nextTick優(yōu)于其它微任務(wù)

在微任務(wù)中nextTick的優(yōu)先級是最高的。

我們來看下面的例子

console.log("start");setTimeout(() => {  console.log("setTimeout");});setImmediate(() => {  console.log("setImmediate");});Promise.resolve().then(() => {  console.log("Promise.resolve");});process.nextTick(() => {  console.log("process.nextTick");});console.log("end");

我們運行上面的代碼，可以看到就算nextTick定義在resolve后面，它也是先執(zhí)行的。

微任務(wù)穿插在各個階段間執(zhí)行

怎么理解這個穿插呢？其實就是在事件循環(huán)的六個階段每個階段執(zhí)行完后會清空微任務(wù)隊列。

我們來看例子，我們建立了timers、check、poll三個階段，并且每個階段都產(chǎn)生了微任務(wù)。

// timers階段setTimeout(() => {  console.log("setTimeout");  Promise.resolve().then(() => {    console.log("setTimeout Promise.resolve");  });});// check階段setImmediate(() => {  console.log("setImmediate");  Promise.resolve().then(() => {    console.log("setImmediate Promise.resolve");  });});// 微任務(wù)Promise.resolve().then(() => {  console.log("Promise.resolve");});// 微任務(wù)process.nextTick(() => {  console.log("process.nextTick");  Promise.resolve().then(() => {    console.log("nextTick Promise.resolve");  });});

我們來執(zhí)行上面的代碼

可以看到，先執(zhí)行微任務(wù)，再執(zhí)行宏任務(wù)。先process.nextTick -> Promise.resolve。并且如果微任務(wù)繼續(xù)產(chǎn)生微任務(wù)則會再次清空，所以就又輸出了nextTick Promise.resolve。

接下來到timer階段，輸出setTimeout，并且產(chǎn)生了一個微任務(wù)，再進入到下個階段前需要清空微任務(wù)隊列，所以繼續(xù)輸出setTimeout Promise.resolve。

接下來到check階段，輸出setImmediate，并且產(chǎn)生了一個微任務(wù)，再進入到下個階段前需要清空微任務(wù)隊列，所以繼續(xù)輸出setImmediate Promise.resolve。

這也就印證了微任務(wù)會穿插在各個階段之間運行。

總結(jié)

所以對于Node中的事件循環(huán)你只需要背好一以下幾點就可以了

當主線程同步代碼執(zhí)行完畢后才會進入事件循環(huán)

事件循環(huán)總共分六個階段，并且每個階段都包括哪些回調(diào)需要記清楚。

事件循環(huán)中會先執(zhí)行微任務(wù)再執(zhí)行宏任務(wù)。

微任務(wù)會穿插在這六個階段之間執(zhí)行，每進入到下個階段前會清空當前的微任務(wù)隊列。

微任務(wù)中process.nextTick的優(yōu)先級最高，會優(yōu)先執(zhí)行。

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以上就是深入了解Node事件循環(huán)（EventLoop）機制的詳細內(nèi)容，更多請關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！

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