JavaScript中事件循环和Nodejs中事件循环

谁践踏了优雅 2022-02-21 01:53 319阅读 0赞

**1.JavaScript中事件循环**

可以参考《JavaScript忍者秘籍第二版》第十三章，讲解的很好。

JavaScript中事件循环，主要就在理解宏任务和微任务这两种异步任务。

宏任务（macrotask）：  
setTimeOut 、 setInterval 、 setImmediate 、 I/O 、 各种callback、 UI渲染 、messageChannel等

优先级：主代码块 > setImmediate > postMessage > setTimeOut/setInterval

微任务（microtask）：  
process.nextTick 、Promise 、MutationObserver 、async(实质上也是promise)

优先级：process.nextTick > Promise > MutationOberser

**执行分区：**

我们常常吧EventLoop中分为 内存、执行栈、WebApi、异步回调队列(包括微任务队列和宏任务队列)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

事件处理过程（关于macrotask和microtask的理解）：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

参考资料：  
[https://github.com/HXWfromDJTU/blog/blob/master/JS/eventloop.md][https_github.com_HXWfromDJTU_blog_blob_master_JS_eventloop.md]  
[http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html][http_www.ruanyifeng.com_blog_2014_10_event-loop.html]  
[http://lynnelv.github.io/js-event-loop-browser][http_lynnelv.github.io_js-event-loop-browser]

**2.Nodejs中事件循环**

Node.js也是单线程的Event Loop，但是它的运行机制不同于浏览器环境。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
我们先看一段代码：

setTimeout(()=>{
        console.log('timer1')
    
        Promise.resolve().then(function() {
            console.log('promise1')
        })
    }, 0)
    
    setTimeout(()=>{
        console.log('timer2')
    
        Promise.resolve().then(function() {
            console.log('promise2')
        })
    }, 0)
    
    //浏览器输出结果
    timer1
    promise1
    timer2
    promise2
    
    //Node输出结果
    timer1
    timer2
    promise1
    promise2

**Node.js的事件循环**

Node.js采用V8作为js的解析引擎，而I/O处理方面使用了自己设计的libuv，libuv是一个基于事件驱动的跨平台抽象层，封装了不同操作系统一些底层特性，对外提供统一的API，事件循环机制也是它里面的实现。

根据Node.js官方介绍，每次事件循环都包含了6个阶段，对应到 libuv 源码中的实现，如下图所示：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
1.timers 阶段：这个阶段执行timer（setTimeout、setInterval）的回调  
2.I/O callbacks 阶段：执行一些系统调用错误，比如网络通信的错误回调  
3.idle, prepare 阶段：仅node内部使用  
4.poll 阶段：获取新的I/O事件, 适当的条件下node将阻塞在这里  
5.check 阶段：执行 setImmediate() 的回调  
6.close callbacks 阶段：执行 socket 的 close 事件回调

我们重点看timers、poll、check这3个阶段就好，因为日常开发中的绝大部分异步任务都是在这3个阶段处理的。

**timers 阶段**

timers 是事件循环的第一个阶段，Node 会去检查有无已过期的timer，如果有则把它的回调压入timer的任务队列中等待执行，事实上，Node 并不能保证timer在预设时间到了就会立即执行，因为Node对timer的过期检查不一定靠谱，它会受机器上其它运行程序影响，或者那个时间点主线程不空闲。比如下面的代码，setTimeout() 和 setImmediate() 的执行顺序是不确定的。

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

但是把它们放到一个I/O回调里面，就一定是 setImmediate() 先执行，因为poll阶段后面就是check阶段。

**poll 阶段**

poll 阶段主要有2个功能：  
1.处理 poll 队列的事件  
2.当有已超时的 timer，执行它的回调函数

even loop将同步执行poll队列里的回调，直到队列为空或执行的回调达到系统上限（上限具体多少未详），接下来even loop会去检查有无预设的setImmediate()，分两种情况：

1.若有预设的setImmediate(), event loop将结束poll阶段进入check阶段，并执行check阶段的任务队列  
2.若没有预设的setImmediate()，event loop将阻塞在该阶段等待

注意一个细节，没有setImmediate()会导致event loop阻塞在poll阶段，这样之前设置的timer岂不是执行不了了？所以咧，在poll阶段event loop会有一个检查机制，检查timer队列是否为空，如果timer队列非空，event loop就开始下一轮事件循环，即重新进入到timer阶段。

**check 阶段**

setImmediate()的回调会被加入check队列中， 从event loop的阶段图可以知道，check阶段的执行顺序在poll阶段之后。

**小结**

1.event loop 的每个阶段都有一个任务队列  
2.当 event loop 到达某个阶段时，将执行该阶段的任务队列，直到队列清空或执行的回调达到系统上限后，才会转入下一个阶段  
3.当所有阶段被顺序执行一次后，称 event loop 完成了一个 tick

**现在，我们再来看Node.js 与浏览器的 Event Loop 差异**

回顾上一篇，浏览器环境下，microtask的任务队列是每个macrotask执行完之后执行。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

而在Node.js中，microtask会在事件循环的各个阶段之间执行，也就是一个阶段执行完毕，就会去执行microtask队列的任务。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0NjU5MzQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
**最初demo回顾**

回顾文章最开始的demo，全局脚本（main()）执行，将2个timer依次放入timer队列，main()执行完毕，调用栈空闲，任务队列开始执行；

[http://lynnelv.github.io/img/article/event-loop/node-excute-animate.gif][http_lynnelv.github.io_img_article_event-loop_node-excute-animate.gif]

首先进入timers阶段，执行timer1的回调函数，打印timer1，并将promise1.then回调放入microtask队列，同样的步骤执行timer2，打印timer2；

至此，timer阶段执行结束，event loop进入下一个阶段之前，执行microtask队列的所有任务，依次打印promise1、promise2。

对比浏览器端的处理过程：

[http://lynnelv.github.io/img/article/event-loop/browser-excute-animate.gif][http_lynnelv.github.io_img_article_event-loop_browser-excute-animate.gif]

**process.nextTick() VS setImmediate()**

来自官方文档有意思的一句话，从语义角度看，setImmediate() 应该比 process.nextTick() 先执行才对，而事实相反，命名是历史原因也很难再变。

**总结**

1.Node.js 的事件循环分为6个阶段  
2.浏览器和Node 环境下，microtask 任务队列的执行时机不同  
Node.js中，microtask 在事件循环的各个阶段之间执行  
浏览器端，microtask 在事件循环的 macrotask 执行完之后执行  
3.递归的调用process.nextTick()会导致I/O starving，官方推荐使用setImmediate()

参考文章：  
[http://lynnelv.github.io/js-event-loop-nodejs][http_lynnelv.github.io_js-event-loop-nodejs]  
[https://nodejs.org/zh-cn/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/][https_nodejs.org_zh-cn_docs_guides_event-loop-timers-and-nexttick]  
[https://juejin.im/post/5bae19ebe51d450e7633241a][https_juejin.im_post_5bae19ebe51d450e7633241a]  
[https://juejin.im/post/5af1413ef265da0b851cce80\#comment][https_juejin.im_post_5af1413ef265da0b851cce80_comment]  
[https://www.cnblogs.com/onepixel/p/7143769.html][https_www.cnblogs.com_onepixel_p_7143769.html]

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[https_github.com_HXWfromDJTU_blog_blob_master_JS_eventloop.md]: https://github.com/HXWfromDJTU/blog/blob/master/JS/eventloop.md
[http_www.ruanyifeng.com_blog_2014_10_event-loop.html]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html
[http_lynnelv.github.io_js-event-loop-browser]: http://lynnelv.github.io/js-event-loop-browser
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[http_lynnelv.github.io_img_article_event-loop_node-excute-animate.gif]: http://lynnelv.github.io/img/article/event-loop/node-excute-animate.gif
[http_lynnelv.github.io_img_article_event-loop_browser-excute-animate.gif]: http://lynnelv.github.io/img/article/event-loop/browser-excute-animate.gif
[http_lynnelv.github.io_js-event-loop-nodejs]: http://lynnelv.github.io/js-event-loop-nodejs
[https_nodejs.org_zh-cn_docs_guides_event-loop-timers-and-nexttick]: https://nodejs.org/zh-cn/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/
[https_juejin.im_post_5bae19ebe51d450e7633241a]: https://juejin.im/post/5bae19ebe51d450e7633241a
[https_juejin.im_post_5af1413ef265da0b851cce80_comment]: https://juejin.im/post/5af1413ef265da0b851cce80#comment
[https_www.cnblogs.com_onepixel_p_7143769.html]: https://www.cnblogs.com/onepixel/p/7143769.html