Node定时器、事件循环及不同任务执行顺序

桃扇骨 2022-05-16 15:54 197阅读 0赞

## 同异步任务执行顺序 ##

**同步任务和异步任务**

同步任务总是比异步任务更早执行

**本轮循环和次轮循环**  
node规定：

> process.nextTick和Promise的回调函数，为追加在本轮循环的异步任务(微任务队列)，即同步任务一旦执行完成，就开始执行它们

> setTimeout、setInterval、setImmediate的回调函数，为追加在次轮循环的异步任务（宏任务队列）。

> 本轮循环一定早于次轮循环执行，且只有微任务队列清空了，才会执行下一个宏任务。

> process.nextTick是所有异步任务里面最快执行的。如果希望异步任务尽可能快地执行，那就使用它。

process.nextTick(() => console.log(1));
    Promise.resolve().then(() => console.log(2));
    process.nextTick(() => console.log(3));
    Promise.resolve().then(() => console.log(4));
    //1 3 2 4

**执行顺序**

1.  同步任务
2.  process.nextTick()
3.  微任务
4.  宏任务

//次轮循环执行
    setTimeout(() => console.log(1));
    setImmediate(() => console.log(2));
    //本轮循环执行
    process.nextTick(() => console.log(3));
    new Promise((resolve,reject)=>{ 
    	console.log(4);//Promise内部为同步任务
    	resolve();
    }).then(() => console.log(5));
    (() => console.log(6))();//自执行，同步任务
    //4 6 3 5 1 2

//set1
    setTimeout(()=>{ 
        console.log(1)
        //set6
        new Promise((resolve,reject)=>{ 
            console.log(2)
            resolve()
        }).then(()=>{ 
            console.log(3)
        })
    })
    //set2
    new Promise((resolve,reject)=>{ 
        console.log(4)
        resolve()
    }).then(()=>{ 
        console.log(6)
        //set5
        setTimeout(()=>{ 
            console.log(5)
        })
    })
    //set3
    setTimeout(()=>{ 
        console.log(7)
    })
    //set4
    console.log(8)
    
    //执行顺序：4，8，6，1，2，3，7，5
    //微任务(set2,set6)
    //宏任务(set1,set3,set5)

## 事件循环(event loop) ##

当node.js启动时，它初始化事件循环，处理所提供的输入脚本，该脚本可以进行Asynsynapi调用、调度计时器或调用process.nexttick-lrb-rrb-，然后开始处理事件循环。

只有一个主线程，事件循环是在主线程上完成的。

Node开始执行脚本时，会先进行事件循环的初始化，但是这时事件循环还没有开始，会先完成下面的事情。

*  同步任务
 *  发出异步请求
 *  规划定时器生效的时间
 *  执行process.nextTick()等等

最后，上面这些事情都干完了，事件循环就正式开始了。

**事件循环的六个阶段**  
事件循环会无限次地执行，一轮又一轮。只有异步任务的回调函数队列清空了，才会停止执行。  
每一轮的事件循环，分成六个阶段，这些阶段会依次执行。

1.  timers
2.  I/O callbacks
3.  idle,prepare
4.  poll
5.  check
6.  close callbacks

每个阶段都有一个先进先出的回调函数队列。只有一个阶段的回调函数队列清空了，该执行的回调函数都执行了，事件循环才会进入下一个阶段。

> (1)timers  
> 这个是定时器阶段，处理setTimeout()和setInterval()的回调函数。进入这个阶段后，主线程会检查一下当前时间，是否满足定时器的条件。如果满足就执行回调函数，否则就离开这个阶段。

> (2)I/O callbacks  
> 除了以下操作的回调函数，其他的回调函数都在这个阶段执行  
> ~setTimeout()和setInterval()的回调函数 ~setImmediate()的回调函数  
> ~用于关闭请求的回调函数，比如socket.on(‘close’,…)

> (3)idle,prepare  
> 该阶段只供libuv内部调用

> (4)Poll  
> 这个阶段是轮询时间，用于等待还未返回的I/O事件，比如服务器的回应、用户移动鼠标等等。  
> 这个阶段的时间会比较长，如果没有其他异步任务要处理（比如到期的定时器），会一直停留在这个阶段，等待I/O请求返回结果。

> (5)check  
> 该阶段执行setImmediate()的回调函数

> (6)close callbacks  
> 该阶断执行关闭请求的回调函数，比如socket.on(‘close’,…)

//事件循环示例 
    const fs = require("fs");
    const timeoutScheduled = Date.now();
    
    //异步任务一：100ms后执行的定时器
    setTimeout(() => { 
    	const delay = Date.now() - timeoutScheduled;
    	console.log(`${ delay}ms`)
    },100);
    
    //异步任务二：文件读取后，执行一个用时200ms的回调函数
    fs.readFile('test.js',() => { 
    	const startCallback = Date.now();
    	while (Date.now() - startCallback < 200) { 
    		//什么也不做
    	}
    })

脚本进入第一轮事件循环以后，没有到期的定时器，也没有已经可以执行的I/O回调函数，所以会进入Poll阶段，等待内核返回文件读取的结果。由于读取小文件一般不会超过100ms，所以在定时器到期之前，Poll阶段就会得到结果，因此就会继续往下执行。

第二轮事件循环，依然没有到期的定时器，但是已经有了可以执行的I/O回调函数，所以会进入I/O callbacks阶段，执行fs.readFile的回调函数。这个回调函数需要200ms，也就是说，在它执行到一半的时候，100ms的定时器就会到期。但是必须等到这个回调函数执行完，才会离开这个阶段。

第三轮事件循环，已经有了到期的定时器，所以会在timers阶段执行定时器。最后输出结果哦大概是200多毫秒。

**setTimeout和setImmediate**  
由于setTimeout在timers阶段执行，而setImmediate在check阶段执行。所以，setTimeout会早于setImmediate完成。

setTimeout(() => console.log(1));
    setImmediate(() => console.log(2));
    /* 上面代码应该先输出1，再输出2，但是实际执行的时候，结果却是不确定，有时还会先输出2，再输出1。 这是因为setTimeout的第二个参数默认为0。但是实际上，NODE做不到0毫秒，最少也需要1毫秒。 根据官方文档，第二个参数的取之范围在1毫秒到2147483647毫秒之间。也就是说，setTimeout(f,0)等同于setTimeout(f,1)。 实际执行的时候，进入事件循环以后，有可能到了1毫秒，也可能还没到1毫秒，取决于系统当时的状况。 如果没到1毫秒，那么timers阶段就会跳过，进入check阶段，先执行setImmediate的回调函数。 */

const fs = require('fs');
    
    fs.readFile('test.js',() => { 
    	setTimeout(() => console.log(1));
    	setImmediate(() => console.log(2));
    })
    //2 1
    //上面代码会先进入I/O callbacks阶段，然后是check阶段，最后才是timers阶段。
    //因此，setImmediate才会早于setTimeout执行。

setImmediate(function(){ 
    	console.log(1);
    	process.nextTick(function(){ 
    		console.log(2);
    	});
    });
    process.nextTick(function(){ 
    	console.log(3);
    	setImmediate(function(){ 
    		console.log(4);
    	})
    });
    //3 1 4 2
    //两个setImmediate在同一轮循环的同一个队列里面。只有清空了这个队列，才会进入下一个阶段。