理解 Event Loop

参考文档:

牛刀小试

setTimeout(function() {
    console.log(1)
}, 0);
new Promise(function executor(resolve) {
    console.log(2);
    for( var i=0 ; i<10000 ; i++ ) {
        i == 9999 && resolve();
    }
    console.log(3);
}).then(function() {
    console.log(4);
});
console.log(5);

process.nextTick(() => {
    console.log(6);
});

2 3 5 6 4 1

Promise的构造函数里面的方法是同步执行的所以先输出 2 3 5 然后 Promise 的 then 属于异步执行的，属于 MicroTask 在 nextTick执行完后执行所以再输出 6 4 然后

什么是事件循环?

事件循环允许 Node.js 执行非阻塞 I/O 操作 - 尽管JavaScript是单线程的 - 通过尽可能将操作让系统内核执行。

由于大多数现代内核都是多线程的，因此它们可以处理在后台执行的多个操作。当其中一个操作完成时，内核会告诉Node.js，以便可以将相应的回调添加到轮询队列中以最终执行。我们将在本主题后面进一步详细解释。

Event Loop 概述

下图显示了事件循环操作顺序的简要概述。

   ┌───────────────────────┐
┌─>│        timers         │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     pending callbacks     │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     idle, prepare     │
│  └──────────┬────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌──────────┴────────────┐      │   incoming:   │
│  │         poll          │<─────┤  connections, │
│  └──────────┬────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌──────────┴────────────┐      └───────────────┘
│  │        check          │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
└──┤    close callbacks    │
   └───────────────────────┘

timers:此阶段执行由setTimeout() 和调度的回调setInterval()
pending callbacks:执行除了 close事件的callbacks、被timers(定时器，setTimeout、setInterval等)设定的callbacks、setImmediate()设定的callbacks之外的callbacks
idle, prepare:仅在内部使用
poll:获取新的I/O事件, 适当的条件下node将阻塞在这里
check:setImmediate()在这里调用回调
close callbacks:一些关闭回调，例如socket.on('close', ...)

事件循环示例

1.poll 阶段会阻塞

var fs = require('fs');

function someAsyncOperation (callback) {
  // 花费2毫秒
  fs.readFile(__dirname + '/' + __filename, callback);
}

var timeoutScheduled = Date.now();
var fileReadTime = 0;

setTimeout(function () {
  var delay = Date.now() - timeoutScheduled;
  console.log('setTimeout: ' + (delay) + "ms have passed since I was scheduled");
  console.log('fileReaderTime',fileReadtime - timeoutScheduled);
}, 10);

someAsyncOperation(function () {
  fileReadtime = Date.now();
  while(Date.now() - fileReadtime < 20) {

  }
});

定时器执行 20 ms 以上

读取一次文件的操作一般在 3 ms 左右
进入初始化时间循环
timer 阶段,无 callback 到达,设置的是10ms
进入 poll, poll 阻塞,2ms 拿到数据,将 callback 加入到 poll queue 中,执行 callback 花费 20 ms, poll 处于空闲状态,但是设置的timer发现超过了该值,立即循环回到timer阶段执行 callback
所以最后 setTimeout 实际输出的时间是 22 ms

2.poll 阶段不阻塞

let start = new Date();
setTimeout(() => {
    console.log('timer:'+(new Date() - start));
},10);

// 花费35ms
http.get('http://www.baidu.com', function (res) {
    console.log('http:'+(new Date() - start));
});
//
timer:13
http:38

定时器执行 10 ms 以上

本机http.get 访问百度 35 ms
进入初始化时间循环
timer 阶段,无 callback 到达,设置的是10ms
进入 poll, poll 阻塞,当运行了10ms是依然空闲,但设置的timer已到达时间,event loop 需要循环到 timer 阶段,然后执行完timer的callback, 然后继续回到poll阶段阻塞等待io执行完成,当在35ms的时候异步IO完成,将其的callback加入到poll queue中

3.poll 阶段不阻塞

let start = new Date();
setTimeout(() => {
    console.log('timer:'+(new Date() - start));
},10);


fs.readFile(__filename, () => {
    console.log('fs:'+(new Date() - start));
});

setImmediate(() => {
    console.log('check:'+(new Date() - start))
});
//
check:3
fs:9
timer:11

没有timer
进入poll 阻塞,发现有 setImmediate ,立马进入check
没有timer,继续回到 poll 阻塞,然后文件读取完成,callback加入poll queue,执行callback,然后继续阻塞,发现有了timer
执行 10 ms 的timer

setTimeout 与 setImmediate

setImmediate并且setTimeout()是相似的，但根据它们被调用的时间以不同的方式表现。

setImmediate()设计用于在当前poll阶段完成后的check阶段执行脚本。
setTimeout() 安排在经过最小阈值（ms）后运行的脚本。

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

上面这段代码的执行顺序是不确定的。

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，第二个参数的取值范围在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。

process.nextTick()

您可能已经注意到，process.nextTick()虽然它是异步API的一部分，但未在图中显示。这是因为 process.nextTick()从技术上讲，它不是事件循环的一部分。相反，nextTickQueue无论事件循环的当前阶段如何，都将在当前操作完成后处理。 process.nextTick()不在event loop的任何阶段执行，而是在各个阶段切换的中间执行,即从一个阶段切换到下个阶段前执行。

var fs = require('fs');

fs.readFile(__filename, () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout');
  }, 0);
  setImmediate(() => {
    console.log('setImmediate');
    process.nextTick(()=>{
      console.log('nextTick3');
    })
  });
  process.nextTick(()=>{
    console.log('nextTick1');
  })
  process.nextTick(()=>{
    console.log('nextTick2');
  })
});
//
node eventloop.js
nextTick1
nextTick2
setImmediate
nextTick3
setTimeout

从poll —> check阶段，先执行process.nextTick， nextTick1 nextTick2 然后进入check,setImmediate， setImmediate 执行完setImmediate后，出check,进入close callback前，执行process.nextTick nextTick3 最后进入timer执行setTimeout setTimeout process.nextTick()是node早期版本无setImmediate时的产物，node作者推荐我们尽量使用setImmediate。

理解 Event Loop