一文带你了解Node.js中的eventloop

主线程从"任务队列"中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为Event Loop（事件循环）。下面本篇文章就来带大家掌握Node.js中的eventloop，希望对大家有所帮助！

其实在前面的文章我也讲述过浏览器中的eventloop。然而在NodeJs中的eventloop与浏览器的是有区别的。对于写nodejs的人来说掌握eventloop是一项很重要的技能。因为这意味着你不仅是会写js，而对NodeJs也是有研究的。

为什么要有eventloop？

我们知道NodeJs的本质是把浏览器的v8搬到了操作系统中运行，因此也把浏览器的事件循环拿过来了。可是为什么会出现eventloop这样的设计呢？

从历史原因上来看，js在设计时只是一门很简单的为了在页面上操作一下dom的语言（相信大家都听过js只用了10天就设计出来的故事）。出于这个目标，我们当然希望js的运行尽可能的简单，轻量，有多轻呢？轻到js的渲染引擎是在一个线程中运行的。

那么问题来了如果是在一个线程上运行js，当代码是线性的时候，当然是没有问题的。但在页面上，我们需要用户的交互，而这些交互是不知道为什么时候发生的。那js要怎么处理？如果眼前有正在运行的代码，一个用户交互进来之后，程序该怎么反应？如果先处理用户的交互，那原来的程序就会被暂停（也就是阻塞）。为了避免这种阻塞，js采用了一个办法，就是用一个消息队列，来存放这种用户交互。等所有的程序跑完之后，再去消息队列中拿交互事件，然后执行。这样就解决了阻塞的问题了。

浏览器的eventloop

我们都知道浏览器在浏览页面的时候，用户交互是随时可能发生的，为了可以即时响应用户。js是不会关闭的，他会不停的循环。大致如下：

向消息队列拿任务-->执行任务-->执行完毕--> 向消息队列拿任务--> ....

当然我们在之前的事件循环文章中讲过，为了给不同的异步任务分类，在事件循环中其实是有宏任务和微任务的区分的。他们的执行大致为

向消息队列拿微任务-->执行微任务-->微任务执行完毕--> 向消息队列拿宏任务-->执行宏任务-->宏任务执行完毕-->向消息队列拿微任务-->...

NodeJs的eventloop

node的事件循环其实大致思路跟在浏览器上的是相似的，但nodeJs对不同的宏任务又作出了不同时期的区分。下面是官方的流程图：

可以看到nodeJs中每次事件循环被分成了具体的6个时期，每个时期会用指定的宏任务。然后在每个时期的宏任务执行之前，会优先执行完微任务队列。

总览

其实通过上述表格，我们已经很清晰知道整个事件循环机制的执行顺序了。但可能大家还会有一些疑问。下面来详细讲一下。

pending callbacks

这个阶段其实是处理由于操作系统出错，导致一些本应在上次事件循环中执行的回调。例如一些TCP错误。因此这部分，开发者不能主动操作，是NodeJs的一些容错机制。

check

同样的，setImmediate是nodejs特有的api，他可以立即创建一个异步宏任务。不仅如此，nodejs在事件循环中还专门设了一个check时期，在这个时期会专门执行setImmediate的回调。甚至你可以在这个时期中如果不停的产生setImmediate回调，eventloop会优先处理。

close callbacks

这个时期处理关闭事件，如socket.on('close', ...) 等这样可以确保在一些通讯结束前，所有任务都完成了。

微任务在eventloop中

我们先来回顾浏览器与nodejs的差异：

宏任务：

微任务：

可以看到process.nextTick是nodejs特有的微任务，不仅如此，process.nextTick()的优先级高于所有的微任务,每一次清空微任务列表的时候，都是先执行 process.nextTick()

执行差异

不仅是任务类型上有差异，在执行上2个环境其实也有差异。在浏览器上执行任务的时候，每执行一个宏任务之前，需要先确保微任务队列执行完了。而在nodejs上是每个时期之前，先确保微任务队列执行完。也就是说在假如在timer时期，会先把所有setTimeout，setInterval的宏任务执行完。在执行完微任务，再进入下个时期。

注意：以上执行规则是在nodejs的v11版本之前的规则。在11版本之后nodejs的执行输出是跟浏览器一样的。

setImmediate() vs setTimeout()

setImmediate() 和 setTimeout()的执行先后顺序是不一定的，就是说如果你不停地执行以下代码，每次得到的结果可能是不一样的。

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

setImmediate(() => {
  console.log('immediate');
});

其中的原因是程序对时间的处理是有误差的。在setTimeout方法中设置的时间，不一定是准确的。同时在回调触发时，也无法确认事件循环处在哪个时期，可能是timer，也可能是check。所有会有不同的结果。

总结

eventloop是js运行机制里的重点内容，对于NodeJs来说，eventloop的操作空间则更大。因为它被细分为不同的时期，从而让我们可能把逻辑进一步细化。同时利用nextTick的最高优先级，可以写出在浏览器无法实现的代码。因此对于深入NodeJs的开发者来说，eventloop往往是他们考察新人对NodeJs理解的第一步。

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