学习笔记—Node中的EventLoop

日常的学习笔记，包括 ES6、Promise、Node.js、Webpack、http 原理、Vue全家桶，后续可能还会继续更新 Typescript、Vue3 和常见的面试题等等。

nextTick

参考文献 JavaScript运行机制详解

首先，process.nextTick是node自己实现的方法，并不属于node中的EventLoop，他的优先级也比promise更高。

Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise');
})
process.nextTick(() => {
    console.log('nextTick');
})
// nextTick
// promise

我们可以看到，上述执行队列中，会先输出nextTick，再输出promise。

原因就是因为nextTick的执行位置，他会在执行上下文栈执行完毕后，立即执行nextTick。

Node中的EventLoop

参考文献 Node.js事件循环、定时器和process.nextTick()

为了更好的学习和理解EventLoop与nextTick的关系，我们也可以参考下图。

    本阶段执行已经被 setTimeout() 和 setInterval() 的调度回调函数。
   ┌───────────────────────────┐
┌─>│           timers          │ 
│  └─────────────┬─────────────┘
|   执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调。
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │     pending callbacks     │
│  └─────────────┬─────────────┘
|   仅系统内部使用。
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │       idle, prepare       │
│  └─────────────┬─────────────┘      
|   检索新的I/O事件;执行与 I/O 相关的回调  ┌───────────────┐
│  ┌─────────────┴─────────────┐      │   incoming:   │
│  │           poll            │<─────┤  connections, │
│  └─────────────┬─────────────┘      │   data, etc.  │
│   setImmediate() 回调函数在这里执行。  └───────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐      
│  │           check           │
│  └─────────────┬─────────────┘
|  一些关闭的回调函数
│  ┌─────────────┴─────────────┐
└──┤      close callbacks      │  
   └───────────────────────────┘

这里每一个阶段都对应一个事件队列，当 event loop 执行到某个阶段时会将当前阶段对应的队列依次执行。当该队列已用尽或达到回调限制，事件循环将移动到下一阶段。

我们可以通过以下代码来感受一下上述概念。

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

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

这里我们可以发现，timeout 会在 setImmediate 之前输出。

但是这里会有一个问题，多次执行之后我们会发现，timeout 也会在 setImmediate 之后输出。

原因是因为当前默认执行主栈代码，主栈代码执行完毕后，再去执行宏任务队列。但是因为我们的定时器设定的时间是0，可能会有几毫秒的延迟，所以当主栈代码执行完毕后，定时器并没有到达指定的执行时间，所以会存在两个结果输出情况不一致的情况。

我们可以称他为 准备阶段时间。

假设我们目前存在这样一段代码，从I/O事件中执行setImmediate 与 setTimeout。

fs.readFile('./test.txt', 'utf-8', () => {
    setTimeout(() => {
        console.log('timeout');
    });
    setImmediate(() => {
        console.log('setImmediate');
    })
})
//setImmediate
//timeout

我们的代码在执行时，会先检测是否存在 timer阶段，也就是定时器。没有的话，会去检测 poll队列（I/O事件）是否为空。检测完毕后，再去检测是否存在 setImmediate，也就是 check阶段。检测完毕后，会进行轮询，也就是下一轮检测。

这样我们可以总结一下：

检测Poll队列中是否为空，如果不为空则执行队列中的任务，直到超时或者全部执行完毕。
执行完毕后检测setImmediate队列是否为空，如果不为空则执行check阶段，如果为空则等待时间到达。时间到达后回到timer阶段。
等待时间到达是可能会出现新的callback，此时也在当前阶段被清空。

面试题

搞清楚了Node中的EventLoop，那么EventLoop和微任务的关系又是什么样的呢？

我们可以看一道曾经腾讯的面试题

setTimeout(() => {
    console.log('a');
}, 0);
setImmediate(() => {
    console.log('b');
});
new Promise((resolve) => {
    console.log('c');
    resolve()
}).then(() => {
    console.log('d');
})
console.log('e');
// c e d a b

根据我们之前学过的知识我们可以推导出这道题的结果。

Node在执行时，会先将主执行栈代码执行完毕，这时输出结果 c 、e，将promise.then()放入微任务队列。然后会拿出一个宏任务并执行，先清空微任务队列，这时 *输出结果 d。随后再执行定时器回调，*输出结果 a 。然后根据Node中EventLoop的执行顺序，timer清空完毕后进入poll阶段，检查是否存在I/O事件。随后检测setImmediate队列，并将 输出结果 b。