node笔记之事件循环

下面的分析都是基于 Node.js 10+ 版本的

1、Node.js循环原理图

• timers 阶段：这个阶段执行 setTimeout 和 setInterval 的回调函数。
• pending callbacks 阶段：不在 timers 阶段、close callbacks 阶段和 check 阶段这三个阶段执行的回调，都由此阶段负责，这几乎包含了所有回调函数。
• idle, prepare 阶段：系统内部使用
• poll 阶段：获取新的 I/O 事件。在某些场景下 Node.js 会阻塞在这个阶段。
• check阶段：执行 setImmediate() 的回调函数。
• close callbacks 阶段：执行关闭事件的回调函数，如 socket.on(‘close’, fn) 里的 fn。

执行代码过程中，大部分时间会停留在poll阶段，不断的对操作系统进行轮询。

当node程序结束时，Node.js会检查EventLoop是否在等待异步I/O结束，是否在等待计时器触发，如果没有，就会关掉 event loop。

2、运行起点

setTimeout(() => {
    console.log('1')
}, 0)
console.log('2')
// 2
// 1

看事件循环的起点是timer阶段，但是我们这里先输入的是2?

原因是Node.js启动后，会初始化事件循环，处理已提供的脚本，它可能会先调用一些异步的 API、调度定时器，或者 process.nextTick()，然后再开始处理事件循环。那么运行的起点：Node.js进程启动后，就发起一个新的事件循环

3、Node.js 事件循环(poll阶段)

下面这个过程就是poll阶段了，主要处理异步I/O的回调函数，异步I/O在Node中一般分为网络I/O和文件I/O

微任务：在 Node.js 中微任务包含 2 种——process.nextTick 和 Promise。微任务在事件循环中优先级是最高的，因此在同一个事件循环中有其他任务存在时，优先执行微任务队列。并且process.nextTick 和 Promise 也存在优先级，process.nextTick 高于 Promise

宏任务：在 Node.js 中宏任务包含 4 种——setTimeout、setInterval、setImmediate 和 I/O。宏任务在微任务执行之后执行，因此在同一个事件循环周期内，如果既存在微任务队列又存在宏任务队列，那么优先将微任务队列清空，再执行宏任务队列

4、setImmediate vs setTimeout

两者区别在于回调时机不一致，setImmediate() 的作用是在当前 poll 阶段结束后调用一个函数，setTimeout() 的作用是在一段时间后调用一个函数。

如果 setTimeout 和 setImmediate 都是在主模块（main module）中被调用的，那么回调的执行顺序取决于当前进程的性能，两个回调的执行顺序我们无法判断

setTimeout(() => {
  console.log('timeout');
}, 0);
setImmediate(() => {
  console.log('immediate');
});

如果是刚进入程序，那么按照上面的流程图，此时限制性timeout，后执行immediate；若执行这段代码的时候event loop处于poll状态(大部分时间如此)，那么就限制性immediate，后执行timeout

我们将上面的代码放到IO操作中进行回调，setImmediate的回调总是犹豫setTimeout的回调

const fs = require('fs');
fs.readFile(__filename, () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('timeout');
  }, 0)
  setImmediate(() => {
    console.log('immediate');
  })
})

5、单线程/多线程

主线程是单线程执行的，但是 Node.js 存在多线程执行，多线程包括 setTimeout 和异步 I/O 事件。其实 Node.js 还存在其他的线程，包括垃圾回收、内存优化等。

主要是主线程来循环遍历当前的事件，因此我们常说Node.js 是以事件驱动，来处理I/O密集型的高并发的语言