JavaScript Event loop 事件循环

luckyyulin 发布于2019-08-21 17:37 / 2420人阅读

摘要：阶段有两个主要功能也会执行时间定时器到达期望时间的回调函数执行事件循环列表里的函数当进入阶段并且没有其余的定时器，那么如果事件循环列表不为空，则迭代同步的执行队列中的函数。如果没有，则等待回调函数进入队列并立即执行。

Event Loop

本文以 Node.js 为例，讲解 Event Loop 在 Node.js 的实现，原文，JavaScript 中的实现大同小异。

什么是 Event Loop ？

单线程的 Node.js 能够实现无阻塞IO的原因就是事件循环（Event Loop）。

现在大多数系统内核是多线程的，所以它们可以在后台执行多个操作，当这些操作完成时，内核就会通知 Node.js，而这些操作的回调函数被添加到事件轮询列表（poll queue），并且 Node.js 会在适当的时机执行回调函数。

概览 Event Loop

当 Node.js 开始执行时，便初始化 Event Loop，执行过程中会存在许多异步操作，如：REPL、定时器（timers）、调用异步 API（请求，事件监听），在主进程代码执行完后，便开始运行 Event Loop。

下图描述了 Event Loop 中的各个阶段

   ┌───────────────────────┐
┌─>│        timers         │ 这个阶段执行 `setTimeout()` 和 `setInterval()` 中的回调函数
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     I/O callbacks     │ 这个阶段执行除了 `close` 回调函数以外的几乎所有的 I/0 回调函数
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     idle, prepare     │ 这个阶段仅仅 Node.js 内部使用
│  └──────────┬────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌──────────┴────────────┐      │   incoming:   │
│  │         poll          │<─────┤  connections, │ 执行队列中的回调函数、检索新的回调函数
│  └──────────┬────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌──────────┴────────────┐      └───────────────┘
│  │        check          │ `setImmediate()` 将在这里被调用
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
└──┤    close callbacks    │ `close` 回调函数被调用如：socket.on("close", ...)
   └───────────────────────┘

详解 Event Loop 的各个阶段

timers

setTimeout() 和 setInterval() 都要指定一个运行时间，这个运行时间其实不是确切的运行时间，而是一个期望时间，Event Loop 会在 timers 阶段执行超过期望时间的定时器回调函数，但由于你不确定在其他阶段甚至主进程中的事件执行时间，所以定时器不一定会按时执行。

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

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

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

I/O callbacks

这个阶段主要执行一些系统操作带来的回调函数，如 TCP 错误，如果 TCP 尝试链接时出现 ECONNREFUSED 错误，一些 *nix 会把这个错误报告给 Node.js。而这个错误报告会先进入队列中，然后在 I/O callbacks 阶段执行。

poll

poll 阶段有两个主要功能：

也会执行时间定时器到达期望时间的回调函数

执行事件循环列表（poll queue）里的函数

当 Event Loop 进入 poll 阶段并且没有其余的定时器，那么：

如果事件循环列表不为空，则迭代同步的执行队列中的函数。

如果事件循环列表为空，则判断是否有 setImmediate() 函数待执行。如果有结束 poll 阶段，直接到

check 阶段。如果没有，则等待回调函数进入队列并立即执行。

check

在 poll 阶段结束之后，执行 setImmediate()。

close

突然结束的事件的回调函数会在这里触发，如果 socket.destroy()，那么 close 会被触发在这个阶段，也有可能通过 process.nextTick() 来触发。

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

这里要说明一下 process.nextTick() 是在下次事件循环之前运行，如果把 process.nextTick() 和 setImmediate() 写在一起，那么是 process.nextTick() 先执行。next 比 immediate 快，官方也说这个函数命名有问题，但是因为历史存留没办法解决。

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

// 执行结果，nextTick, setTimeout, setImmediate
// 查看 Node.js 源码，setTimeout(fun, 0) 会转化成 setTimeout(fun, 1)，所以在这种简单的情况下，对于不同设备，setImmediate 有可能早于 setTimeout 执行。

总结

理解事件循环，会知道 JavaScript 如何无阻塞运行的，以及它简洁的开发思路和事件驱动风格。

作者：肖沐宸，github。

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