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JavaScript Event loop 事件循環(huán)

luckyyulin / 2552人閱讀

摘要：階段有兩個主要功能也會執(zhí)行時間定時器到達(dá)期望時間的回調(diào)函數(shù)執(zhí)行事件循環(huán)列表里的函數(shù)當(dāng)進(jìn)入階段并且沒有其余的定時器，那么如果事件循環(huán)列表不為空，則迭代同步的執(zhí)行隊(duì)列中的函數(shù)。如果沒有，則等待回調(diào)函數(shù)進(jìn)入隊(duì)列并立即執(zhí)行。

Event Loop

本文以 Node.js 為例，講解 Event Loop 在 Node.js 的實(shí)現(xiàn)，原文，JavaScript 中的實(shí)現(xiàn)大同小異。

什么是 Event Loop ？

單線程的 Node.js 能夠?qū)崿F(xiàn)無阻塞IO的原因就是事件循環(huán)（Event Loop）。

現(xiàn)在大多數(shù)系統(tǒng)內(nèi)核是多線程的，所以它們可以在后臺執(zhí)行多個操作，當(dāng)這些操作完成時，內(nèi)核就會通知 Node.js，而這些操作的回調(diào)函數(shù)被添加到事件輪詢列表（poll queue），并且 Node.js 會在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。

概覽 Event Loop

當(dāng) Node.js 開始執(zhí)行時，便初始化 Event Loop，執(zhí)行過程中會存在許多異步操作，如：REPL、定時器（timers）、調(diào)用異步 API（請求，事件監(jiān)聽），在主進(jìn)程代碼執(zhí)行完后，便開始運(yùn)行 Event Loop。

下圖描述了 Event Loop 中的各個階段

   ┌───────────────────────┐
┌─>│        timers         │ 這個階段執(zhí)行 `setTimeout()` 和 `setInterval()` 中的回調(diào)函數(shù)
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     I/O callbacks     │ 這個階段執(zhí)行除了 `close` 回調(diào)函數(shù)以外的幾乎所有的 I/0 回調(diào)函數(shù)
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     idle, prepare     │ 這個階段僅僅 Node.js 內(nèi)部使用
│  └──────────┬────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌──────────┴────────────┐      │   incoming:   │
│  │         poll          │<─────┤  connections, │ 執(zhí)行隊(duì)列中的回調(diào)函數(shù)、檢索新的回調(diào)函數(shù)
│  └──────────┬────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌──────────┴────────────┐      └───────────────┘
│  │        check          │ `setImmediate()` 將在這里被調(diào)用
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
└──┤    close callbacks    │ `close` 回調(diào)函數(shù)被調(diào)用如：socket.on("close", ...)
   └───────────────────────┘
詳解 Event Loop 的各個階段
timers

setTimeout() 和 setInterval() 都要指定一個運(yùn)行時間，這個運(yùn)行時間其實(shí)不是確切的運(yùn)行時間，而是一個期望時間，Event Loop 會在 timers 階段執(zhí)行超過期望時間的定時器回調(diào)函數(shù)，但由于你不確定在其他階段甚至主進(jìn)程中的事件執(zhí)行時間，所以定時器不一定會按時執(zhí)行。

var asyncApi = function (callback) {
  setTimeout(callback, 90)
}

const timeoutScheduled = Date.now();
setTimeout(() => {
  const delay = Date.now() - timeoutScheduled;
  console.log(`${delay}ms setTimeout 被執(zhí)行`); // 140ms 之后被執(zhí)行
}, 100);

asyncApi(() => {
  const startCallback = Date.now();
  while (Date.now() - startCallback < 50) {
    // do nothing
  }
})
I/O callbacks

這個階段主要執(zhí)行一些系統(tǒng)操作帶來的回調(diào)函數(shù)，如 TCP 錯誤，如果 TCP 嘗試鏈接時出現(xiàn) ECONNREFUSED 錯誤 ，一些 *nix 會把這個錯誤報告給 Node.js。而這個錯誤報告會先進(jìn)入隊(duì)列中，然后在 I/O callbacks 階段執(zhí)行。

poll

poll 階段有兩個主要功能：

也會執(zhí)行時間定時器到達(dá)期望時間的回調(diào)函數(shù)

執(zhí)行事件循環(huán)列表（poll queue）里的函數(shù)

當(dāng) Event Loop 進(jìn)入 poll 階段并且沒有其余的定時器，那么：

如果事件循環(huán)列表不為空，則迭代同步的執(zhí)行隊(duì)列中的函數(shù)。

如果事件循環(huán)列表為空，則判斷是否有 setImmediate() 函數(shù)待執(zhí)行。如果有結(jié)束 poll 階段，直接到

check 階段。如果沒有，則等待回調(diào)函數(shù)進(jìn)入隊(duì)列并立即執(zhí)行。

check

在 poll 階段結(jié)束之后，執(zhí)行 setImmediate()。

close

突然結(jié)束的事件的回調(diào)函數(shù)會在這里觸發(fā)，如果 socket.destroy()，那么 close 會被觸發(fā)在這個階段，也有可能通過 process.nextTick() 來觸發(fā)。

setImmediate()、setTimeout()、process.nextTick()

這里要說明一下 process.nextTick() 是在下次事件循環(huán)之前運(yùn)行，如果把 process.nextTick() 和 setImmediate() 寫在一起，那么是 process.nextTick() 先執(zhí)行。next 比 immediate 快，官方也說這個函數(shù)命名有問題，但是因?yàn)闅v史存留沒辦法解決。

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

// 執(zhí)行結(jié)果，nextTick, setTimeout, setImmediate
// 查看 Node.js 源碼，setTimeout(fun, 0) 會轉(zhuǎn)化成 setTimeout(fun, 1)，所以在這種簡單的情況下，對于不同設(shè)備，setImmediate 有可能早于 setTimeout 執(zhí)行。
總結(jié)

理解事件循環(huán)，會知道 JavaScript 如何無阻塞運(yùn)行的，以及它簡潔的開發(fā)思路和事件驅(qū)動風(fēng)格。

作者：肖沐宸，github。

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