知っておくべきNode.jsのキューの主な種類

はじめに

Node.js は、ノンブロッキングの非同期アーキテクチャで広く知られており、スケーラブルでパフォーマンスの高い Web アプリケーションにとって理想的な選択肢となっています。この機能の背後にある主な理由の 1 つは、イベント駆動型モデルとイベント ループを介したタスクの効率的な処理です。 Node.js の非同期性を理解するには、このシステムを駆動するキューについて詳しく調べる必要があります。興味深いことに、ブラウザーでは主に 2 つのキューが使用されているのに対し、Node.js ではタスク管理に 6 つの異なるキューが使用されています。これらを詳しく見てみましょう。

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Node.js の 6 つのキュー

Node.js には、6 つのキューを使用してタスクを処理する高度なメカニズムがあります。

1. タイマーキュー

   • 目的: setTimeout と setInterval でスケジュールされたタスクを処理します。
   • 例:

    setTimeout(() => {
      console.log('Timer task executed');
    }, 1000);
   

• タイマー キュー内のタスクは、指定された遅延の後に実行されますが、イベント ループの現在のフェーズが完了する前には実行されません。

1. I/O キュー (コールバック キュー)

   • 目的: ファイルの読み取りやネットワーク要求の処理など、I/O 関連のタスクを処理します。
   • 例:

    const fs = require('fs');
   
    fs.readFile('file.txt', 'utf8', (err, data) => {
      if (err) throw err;
      console.log(data);
    });
   

• I/O キューにより、I/O 操作が完了するとコールバックが確実に実行されます。

1. キューをチェック

   • 目的: setImmediate() を使用してスケジュールされたタスクを実行します。
   • 例:

    setImmediate(() => {
      console.log('Check Queue task executed');
    });
   

• 注: チェック キューの優先順位はイベント ループ内で最も低いものの 1 つです。このキュー内のタスクは、I/O フェーズの後に処理されます。

1. マイクロタスクキュー
   • 目的: 主に Promise やその他のマイクロタスクに関連する、優先度の高いタスクを実行します。
   • サブカテゴリ:
     • a. process.nextTick キュー:
     • process.nextTick() でスケジュールされたタスクを処理します。
     • このキュー内のタスクには最高の優先度が与えられ、他のマイクロタスクよりも前に実行されます。
     • b.他の Promise 用に別のキュー:
     • 解決された Promise に関連するタスクを処理します。

process.nextTick(() => {
           console.log('process.nextTick task executed');
         });
Promise.resolve().then(() => {
           console.log('Promise resolved task executed');
         });

• マイクロタスク キューは、イベント ループの次のフェーズに進む前に、常に完了するまで実行されます。

1. キューを閉じる

   • 目的:socket.on('close') イベントなど、終了操作に関連するタスクを処理します。
   • 例:

    setTimeout(() => {
      console.log('Timer task executed');
    }, 1000);
   

• クローズ キュー内のタスクは、リソースが明示的に閉じられたときに実行されます。

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イベント ループがキューに優先順位を付ける方法

Node.js のイベント ループは、タスクを実行するための特定のフェーズ順序に従います。優先順位は次のとおりです:

1. マイクロタスク キュー (process.nextTick): このキュー内のタスクは常に最初に実行されます。
2. マイクロタスク キュー (Promises): process.nextTick タスクが完了すると、Promises キュー内のタスクが実行されます。
3. タイマー キュー: setTimeout または setInterval でスケジュールされたタスクは、このフェーズで処理されます。
4. I/O キュー: 完了した I/O 操作を処理します。
5. Check Queue: setImmediate からタスクを実行します。
6. Close Queue: プロセスはリソースのコールバックを閉じます。

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ブラウザとの比較

対照的に、ブラウザにはプライマリ キューが 2 つだけある、より単純なイベント ループ モデルがあります。

1. マクロ タスク キュー: setTimeout、setInterval、DOM イベントなどのタスクを処理します。
2. マイクロタスク キュー: Node.js と同様に、このキューは解決された Promises や MutationObserver コールバックなどのタスクを処理します。

Node.js の追加キューにより、より多様なタスクを処理できるようになり、サーバー側アプリケーションにより適したものになります。

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重要な洞察

• SetImmediate と setTimeout:

  • setTimeout がタスクをタイマー キューに追加する間、setImmediate はタスクをチェック キューにキューに入れます。
  • チェック キュー内のタスク (setImmediate 経由) は、現在の I/O フェーズの後、setTimeout はタイマー フェーズを待機します。

• マイクロタスクの優位性:

  • マイクロタスク キュー内のタスク、特に process.nextTick は常に優先され、高優先度の実行が可能になります。

• 混乱のない同時実行:

  • 個別のキューにより、さまざまな種類のタスクが組織的かつ予測可能な方法で処理され、優先度の低いタスクが枯渇するのを防ぎます。

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参照:-

1. https://frontendmasters.com/courses/servers-node-js/

以上が知っておくべきNode.jsのキューの主な種類の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。