詳解nodejs中的事件循環機制

這篇文章帶大家了解一下node中的事件循環機制。有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對大家有幫助。

前端開發離不開JavaScript，Javascript是一種web前端語言，主要用於web開發中，由瀏覽器解析執行。而js的作用不只限於前端領域的開發，它同樣可以用於服務端開發－nodejs。身為一個有理想抱負的前端，想要拓展視野，掌握一門伺服器端開發語言，那麼nodejs是非常好的選擇。

相關推薦：《nodejs 教學》

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

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非同步事件的執行時機，本文主要講解一下nodejs的事件循環機制，為後續學習node奠定基礎。

一、node VS javascript

前面提到，Javascript是一種web前端語言，主要用於web開發中，由瀏覽器解析執行，而node .js 是一個基於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程式碼。以前只有瀏覽器可以解析執行Js,現在node可以讓js完全脫離瀏覽器來運作。

node.js和瀏覽器js有許多差異，例如瀏覽器中的js包含了ecmascript、BOM、DOM，但nodejs中的js沒有BOM,DOM,只有emcscript。並且node這個js執行環境為js提供了一些伺服器級別的操作API，例如：文件讀寫，網絡服務構建，網絡通信，http伺服器等，這些API大都被包裝到核心模組裡面了。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，為了比較這裡簡單再提一下。

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

js執行時同步和非同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，非同步任務(ajax請求、settimeout、setinterval、poromise.resolve()等)進入任務佇列。不同的非同步任務會推入不同的任務佇列，例如ajax請求、settimeout、setinterval等這些任務會被推入進宏任務佇列（Macro Task），而Promise函數則會被推到微任務佇列（Micro Task） 。整體的事件循環過程如下：

• 當同步程式碼執行完後，主執行堆疊變空，開始準備執行非同步任務。

• 主執行緒會檢查微任務佇列是否為空，如果不為空那麼會遍歷佇列內的所有微任務將其執行完，清空微任務佇列，然後再檢查宏任務隊列。如果微任務隊列是空的，直接進入下一步。

• 主執行緒遍歷巨集任務佇列，並執行巨集任務佇列中的第一個巨集任務，在執行的過程中如果遇到巨集任務或微任務，則繼續將他們推入對應的任務佇列，每次執行完一次巨集任務都要遍歷執行一下微任務佇列，將其清空

• 執行渲染操作，更新視圖

• #開始下一次的事件循環，重複上述步驟直至兩個任務隊列清空

#為了加深影響，舉一個小小的，看看以下程式碼會輸出什麼：

    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主程序執行程式碼遇到Promise.resolve(2)，會立即執行，將2變成一個promise對象，然後console.log（le）將le變數印出來，印出----->Promise {: 2}；
• console.log('3') ，列印----->3
• 接著往下執行遇到Promise.resolve().then，這是一個非同步微任務函數，推到微任務堆疊
• 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，所以印出----->promise1，又遇到一個定時器，推至巨集任務佇列的最後，微任務佇列空了
• 檢查巨集任務佇列，取第一個巨集任務執行，列印----->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，因此印製setTimeout1後，便會檢查微任務隊列，於是---> ;promise2
• 接下來又一輪事件循環，取巨集任務佇列目前的第一個任務執行，於是列印列印----->setTimeout2，至此巨集任務和微任務佇列都已清空，事件循環結束

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

瀏覽器裡執行結果如下：

#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依序會一直循環執行，直到事件處理完成。六個階段的順序圖如下：

六个阶段分别是：

• timers 阶段：这个阶段执行timer（setTimeout、setInterval）的回调
• I/O callbacks 阶段：执行一些系统操作的回调(比如网络通信的错误回调)；
• idle, prepare 阶段：仅node内部使用,可忽略
• poll 阶段：获取新的I/O事件, 适当的条件下node将阻塞在这里
• check 阶段：执行 setImmediate() 的回调
• close callbacks 阶段：执行 socket 的 close 事件回调，如果一个socket或handle被突然关掉（比如socket.destroy()），close事件将在这个阶段被触发

事件循环中，每当进入某一个阶段，都会从该阶段对应的回调队列中取出函数去执行。当队列为空或者执行的回调函数数量到达系统设定的阈值，该阶段就会终止，然后检查NextTick队列和微任务队列，将其清空，之后进入下一个阶段。

这里面比较关键的是poll阶段：

• poll队列不为空的时候，事件循环会遍历队列并同步执行回调，直到队列清空或执行回调数达到系统上限。
• poll队列为空的时候，就会有两种情况：
  • 如果代码中存在setImmediate()回调，那么事件循环直接结束poll阶段进入check阶段来执行check队列里的回调；
  • 如果不存在setImmediate()回调，会等待回调被加入到队列中并立即执行回调，这里同样会有个超时时间设置防止一直等待下去，如果规定时间内有定时器函数进入队列，则返回到timer阶段，执行定时器回调，否则在poll阶段等待回调进入队列。

同样的举个大大的，看看以下代码会输出什么：

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事件循环分析呗：

• 先执行同步任务，打印start,end
• 进入timer阶段前，清空NextTick和micro队列，所以打印promise3
• 进入timer阶段，打印timer1，并发现有一个微任务，立即执行微任务，打印promise1
• 仍然在timer阶段，执行下个宏任务，打印timer2,同样遇到微任务，立即执行，打印promise2

因此输出顺序是：start,end,promise3,timer1,promise1,timer2,promise2,如果能正确回答出来说明对node的循环机制有了大体的了解，实际node输出结果确实是这样：

那如下代码会输出什么呢？

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);
});

继续分析：

• process.nextTick会将任务推进至nextTick队列，promise.then会把任务推至micro队列，上面提到过每次一个宏任务执行完，执行下一个宏任务之前需要清空nextTick队列和micro队列，同样的一个阶段执行完，进入下一个阶段之前也需要nextTick队列和micro队列，并且nextTick队列优先级高于micro队列
• 先执行同步代码，打印3，4
• 执行nextTick队列，打印7，8
• 再执行micro队列，打印5

因此最终输出是：3，4，7，8，5，需要记住，process.nextTick 永远大于 promise.then的优先级

还有一个大家很容易混淆的点就是setTimout和setImmediate的执行时机，根据上面描述的node事件循环机制，setImmediate()应该在check阶段执行 与 而setTimeout在timer阶段执行，理论上setTimout比setImmediate先执行，看下面的代码：

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

执行结果是什么？1，2 还是 2，1，其实都有可能，看实际node运行的结果：

可以看到两次执行的结果不一样，为什么呢？原因在于即使setTimeout的第二个参数默认为0，但实际上，Node做不到0秒就执行其回调，最少也要4毫秒。那么进入事件循环后，如果没到4毫秒，那么timers阶段就会被跳过，从而进入check阶段执行setImmediate回调，此时输出结果是：2，1；

如果进入事件循环后，超过4毫秒(只是个大概，具体值并不确定)，setTimeout的回调会出现在timer阶段的队列里，回调将被执行，之后再进入poll阶段和check阶段，此时输出结果是：1，2

那如果两者在I/O周期内调用，谁先执行呢？看一下代码：

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');
  });
})

实际上，node中输出的结果总是immediate先输出，timeout后输出。因为I/O回调是在poll阶段执行，当回调执行完毕之后队列为空，发现存在setImmediate的回调就会进入check阶段，执行完毕后，再进入timer阶段。

四、总结

本文结合代码示例，对node的事件循环机制做了比较详细描述。通过这篇文章，应该可以了解浏览器的事件循环机制是怎样的，node的循环机制是怎样的，以及nextTick和micro队列的优先级，setTimout和setImmediate执行时机等一些容易混淆的知识点。文章中不足和不对之处，欢迎在评论区交流讨论，一起探索，谢谢。

更多编程相关知识，请访问：编程入门！！

以上是詳解nodejs中的事件循環機制的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！