JavaScript 和 Node.js 中事件循环 - HelloWorld开发者社区

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：

我们常常把 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)

JavaScript 和 Node.js 中事件循环

事件处理过程（关于macrotask和microtask的理解）：

JavaScript 和 Node.js 中事件循环

参考资料：
https://github.com/HXWfromDJTU/blog/blob/master/JS/eventloop.md
http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html
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。

JavaScript 和 Node.js 中事件循环
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：

JavaScript 和 Node.js 中事件循环

timers 阶段：这个阶段执行timer（setTimeout、setInterval）的回调
I/O callbacks 阶段：执行一些系统调用错误，比如网络通信的错误回调
idle, prepare 阶段：仅node内部使用
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

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。

JavaScript 和 Node.js 中事件循环

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。

JavaScript 和 Node.js 中事件循环

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

Node.js 的事件循环分为6个阶段
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
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
https://nodejs.org/zh-cn/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/