關於Node中事件循環的解析

這篇文章要跟大家介紹的內容是關於Node中事件循環的解析，有著一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下。

事件循環中的各階段

Node.js 的事件循環流程大致如下：

   ┌───────────────────────────┐
┌─>│           timers          │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │     pending callbacks     │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │       idle, prepare       │
│  └─────────────┬─────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌─────────────┴─────────────┐      │   incoming:   │
│  │           poll            │<─────┤  connections, │
│  └─────────────┬─────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌─────────────┴─────────────┐      └───────────────┘
│  │           check           │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
└──┤      close callbacks      │
   └───────────────────────────┘

每個階段都有自己的任務佇列，當本階段的任務隊列都執行完畢，或是達到了執行的最大任務數，就會進入到下一個階段。

timers 階段

這個階段會執行被 setTimeout 和 setInterval 設定的定時任務。
當然，這個定時並不是準確的，而是在超過了定時時間後，一旦得到執行機會，就立刻執行。

pending callbacks 階段

這個階段會執行一些和底層系統有關的操作，例如TCP連線回傳的錯誤等。這些錯誤發生時，會被Node 延遲到下一個循環中執行。

輪詢階段

這個階段是用來執行和IO 操作有關的回調的，Node會向作業系統詢問是否有新的IO 事件已經觸發，然後會執行回應的事件回調。幾乎所有除了 定時器事件、 setImmediate() 和 close callbacks 之外操作都會在這個階段執行。

check 階段

這個階段會執行 setImmediate() 設定的任務。

close callbacks 階段

如果一個socket 或handle(句柄) 突然被關閉了，例如透過socket.destroy() 關閉了，close 事件將會在這個階段發出。

事件循環的具體執行

事件循環初始化之後，會依照上圖所示的流程進行：

1. ##首先會依序執行計時器中的任務、

   pending callback 回呼；

2. #然後進入到

   idle 、 prepare 階段，這裡會執行 Node內部的一些邏輯；

3. 然後進入到

   poll 輪詢階段。在這個階段會執行所有的 IO 回調，如 讀取文件，網路操作等。 poll 階段有一個 poll queue 任務佇列。這個階段的執行過程相對較長，如下所示：

• 進入到本階段，會先檢查

  timeout 定時佇列是否有可執行的任務，如果有，會跳到計時器階段 執行。

• 如果沒有

  計時器任務 ，就會檢查poll queue 任務佇列，如果不為空，會遍歷執行所有任務直到都執行完畢或達到能執行的最大的任務數量。

• poll queue 任務佇列執行完成後，會檢查setImmediate 任務佇列是否有任務，如果有的話，事件循環會轉移到下一個check 階段。

• 如果沒有

  setImmediate 任務，那麼，Node 將會在此等待，等待新的 IO 回呼的到來，並立刻執行他們。

注意 :這個等待不會一直等待下去，而是達到一個限定條件之後，繼續轉到下一個階段去執行。

setTimeout()  和setImmediate()

一個小秘訣

其實也不算是秘密，只是我是在剛剛查閱資料才知道的。

那就是：在 Node 中，
setTimeout(callback, 0) 會轉換成 setTimeout(callback, 1) 。 詳情請參考 這裡 。

setTimeout() 和setImmediate() 的執行順序

#下面這兩個定時任務執行的順序在不同情況下，表現不一致。

setTimeout(function() {
    console.log('timeout');
}, 0);

setImmediate(function() {
    console.log('immediate');
});

普通程式碼中設定定時器

如果在普通的程式碼執行階段(例如在最外層程式碼區塊中)，設定這兩個定時任務，他們的執行順序是不固定的。

1. 首先，我們設定的

   setTimeout(callback, 0) 已經轉換成setTimeout(callback, 1) ，所以進入定時器 階段時，會根據目前時間判斷定時是否超過了1ms 。

2. 事件循環在進入定時器階段之前會由系統呼叫方法來更新當前時間，由於系統中同時運行其他的程序，系統需要等待其他程序的進程運行結束才能取得準確時間，所以更新得到的時間可能會有一定的延遲。

3. 更新時間時，若沒有延遲，定時不到

   1ms ,immediate 任務會先執行；如果有延遲，而這個時間達到了1ms 的界限， timeout 任務就會先執行。

在IO回呼中設定定時器

如果我們在IO 回呼中設定了這兩個定時器，那麼

setImmediate 任務會先執行，原因如下：

1. 进入 poll phase 轮询阶段之前会先检查是否有 timer 定时任务。

2. 如果没有 timer 定时任务，才会执行后面的 IO 回调。

3. 我们在 IO 回调中设置 setTimeout 定时任务，这时已经过了 timer 检查阶段，所以 timer 定时任务会被推迟到下一个循环中执行。

process.nextTick()

无论在事件循环的哪个阶段，只要使用 process.nextTick() 添加了回调任务，Node 都会在进入下一阶段之前把 nextTickQueue 队列中的任务执行完。

setTimeout(function() {
    setImmediate(() => {
        console.log('immediate');
    });
    process.nextTick(() => {
        console.log('nextTick');
    });
}, 0);
// nextTick
// immediate

上述代码中,总是先执行 nextTick 任务，就是因为在循环在进入下一个阶段之前会先执行 nextTickQueue 中的任务。下面代码的执行结果也符合预期。

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

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