event_loop

面试官:说说对Nodejs中的事件循环机制理解?

一、是什�?

浏览器事件循环中,我们了解到javascript在浏览器中的事件循环机制,其是根据HTML5定义的规范来实现

而在NodeJS中,事件循环是基于libuv实现,libuv是一个多平台的专注于异步IO的库,如下图最右侧所示:

上图EVENT_QUEUE 给人看起来只有一个队列,但EventLoop存在6个阶段,每个阶段都有对应的一个先进先出的回调队列

二、流�?

上节讲到事件循环分成了六个阶段,对应如下�?

  • timers阶段:这个阶段执行timer(setTimeout、setInterval)的回调
  • 定时器检测阶�?timers):本阶段执行 timer 的回调,�?setTimeout、setInterval 里面的回调函�?- I/O事件回调阶段(I/O callbacks):执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调,即上一轮循环中未被执行的一些I/O回调
  • 闲置阶段(idle, prepare):仅系统内部使用
  • 轮询阶段(poll):检索新�?I/O 事件;执行�?I/O 相关的回调(几乎所有情况下,除了关闭的回调函数,那些由计时器和 setImmediate() 调度的之外),其余情�?node 将在适当的时候在此阻�?- 检查阶�?check):setImmediate() 回调函数在这里执�?- 关闭事件回调阶段(close callback):一些关闭的回调函数,如:socket.on(‘close’, …)

每个阶段对应一个队列,当事件循环进入某个阶段时, 将会在该阶段内执行回调,直到队列耗尽或者回调的最大数量已执行, 那么将进入下一个处理阶�?
除了上述6个阶段,还存在process.nextTick,其不属于事件循环的任何一个阶段,它属于该阶段与下阶段之间的过�? 即本阶段执行结束, 进入下一个阶段前, 所要执行的回调,类似插�?
流程图如下所示:

Node中,同样存在宏任务和微任务,与浏览器中的事件循环相似

微任务对应有�?

  • next tick queue:process.nextTick
  • other queue:Promise的then回调、queueMicrotask

宏任务对应有�?

  • timer queue:setTimeout、setInterval
  • poll queue:IO事件
  • check queue:setImmediate
  • close queue:close事件

其执行顺序为�?

  • next tick microtask queue
  • other microtask queue
  • timer queue
  • poll queue
  • check queue
  • close queue

三、题�?

通过上面的学习,下面开始看看题�?

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async function async1() {
console.log('async1 start')
await async2()
console.log('async1 end')
}

async function async2() {
console.log('async2')
}

console.log('script start')

setTimeout(function () {
console.log('setTimeout0')
}, 0)

setTimeout(function () {
console.log('setTimeout2')
}, 300)

setImmediate(() => console.log('setImmediate'));

process.nextTick(() => console.log('nextTick1'));

async1();

process.nextTick(() => console.log('nextTick2'));

new Promise(function (resolve) {
console.log('promise1')
resolve();
console.log('promise2')
}).then(function () {
console.log('promise3')
})

console.log('script end')

分析过程�?

  • 先找到同步任务,输出script start
  • 遇到第一�?setTimeout,将里面的回调函数放�?timer 队列�?- 遇到第二�?setTimeout�?00ms后将里面的回调函数放�?timer 队列�?- 遇到第一个setImmediate,将里面的回调函数放�?check 队列�?- 遇到第一�?nextTick,将其里面的回调函数放到本轮同步任务执行完毕后执�?
  • 执行 async1函数,输�?async1 start
  • 执行 async2 函数,输�?async2,async2 后面的输�?async1 end进入微任务,等待下一轮的事件循环
  • 遇到第二个,将其里面的回调函数放到本轮同步任务执行完毕后执行
  • 遇到 new Promise,执行里面的立即执行函数,输�?promise1、promise2
  • then里面的回调函数进入微任务队列
  • 遇到同步任务,输�?script end
  • 执行下一轮回到函数,先依次输�?nextTick 的函数,分别�?nextTick1、nextTick2
  • 然后执行微任务队列,依次输出 async1 end、promise3
  • 执行timer 队列,依次输�?setTimeout0
  • 接着执行 check 队列,依次输�?setImmediate
  • 300ms后,timer 队列存在任务,执行输�?setTimeout2

执行结果如下�?

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script start
async1 start
async2
promise1
promise2
script end
nextTick1
nextTick2
async1 end
promise3
setTimeout0
setImmediate
setTimeout2

最后有一道是关于setTimeoutsetImmediate的输出顺�?

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setTimeout(() => {
console.log("setTimeout");
}, 0);

setImmediate(() => {
console.log("setImmediate");
});

输出情况如下�?

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情况一�?setTimeout
setImmediate

情况二:
setImmediate
setTimeout

分析下流程:

  • 外层同步代码一次性全部执行完,遇到异步API就塞到对应的阶段
  • 遇到setTimeout,虽然设置的�?毫秒触发,但实际上会被强制改�?ms,时间到了然后塞入times阶段
  • 遇到setImmediate塞入check阶段
  • 同步代码执行完毕,进入Event Loop
  • 先进入times阶段,检查当前时间过去了1毫秒没有,如果过�?毫秒,满足setTimeout条件,执行回调,如果没过1毫秒,跳�?- 跳过空的阶段,进入check阶段,执行setImmediate回调

这里的关键在于这1ms,如果同步代码执行时间较长,进入Event Loop的时�?毫秒已经过了,setTimeout先执行,如果1毫秒还没到,就先执行了setImmediate

参考文�?