深入解析Node.js Event Loop各階段

前端攻城小牛啊發表於2019-03-25
Node.jsOOP

今天小編就為大家分享一篇關於Node.js Event Loop各階段講解，寫的十分的全面細緻，具有一定的參考價值，對此有需要的朋友可以參考學習下。如有不足之處，歡迎批評指正。

深入解析Node.js Event Loop各階段

Event Loop階段描述圖

深入解析Node.js Event Loop各階段

timers

timer階段處理setTimeout於setInterval回撥，開始處理的時機與poll階段有關聯。

pending callbacks

該階段執行某些系統操作的回撥，比如TCP套接字在連線時收到ECONNREFUSED。

網上有一些將該階段稱為I/O callbacks的文章都是過時錯誤的，具體可以移步Node.js官方庫下面的這個issue: #1118。

idle, prepare

內部使用，忽略。

poll

poll是一個核心階段，等新I/O事件的觸發，以及執行I/O相關回撥。Node.js中出現非同步的絕大部分情況都是I/O操作，它們的回撥基本都在這個階段被執行。

poll階段主要做兩件事：

  • 計算需要為新的的I/O事件等待多久

當進入poll階段，如果佇列為空且不存在setImmediate與就緒的timer，Node.js會在這裡block一定的時間等待新的I/O事件到來，然後立即執行其回撥。這種情況具體block等待多久是不具體的，但如果在block一定時間後仍沒有新到達的I/O事件，可以肯定迴圈依舊會進入check階段或者回到timer階段。

  • 處理該階段佇列中的事件

當進入poll階段，如果佇列不為空且沒有就緒的timer，Node.js會在這裡執行佇列中的callback直到佇列為空或者執行的callback數達到系統設定的某個值。隨後Node.js檢查是否存在預設的setImmediate，存在話就進入check階段，否則開始檢查timer就緒情況選擇回到timer階段或者進入check階段。

對於poll階段，通過閱讀官方的文件有些細節也沒弄清楚，用虛擬碼表示出來：

enter pool phase:
if (has timer scheduled) {
  // 官方沒有提到這種情況會做什麼
}
else {
  if (isEmpty(queue)) {
    if (has(setImmediate)) {
      // 進入check階段
    }
    else if (!isEmpty(timer)) {
      // 回到timer階段
    }
    else {
      // 等待新的I/O事件
      // 新的I/O事件觸發回撥立即執行，執行完成之後的邏輯不清楚
    }
    // 目前看來只有存在setImmediate時才會進入check階段，這肯定不合理
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  if (!isEmpty(queue)) {
    let result = execute(queue);
    if (result === 'queue is empty') {
      // 官方沒講後續邏輯
      // 猜測是回到佇列為空的處理邏輯中
    }
    if (result === 'reached hard limit') {
      // 官方沒有解釋這裡的後續邏輯
      // 也許與queue is empty一樣對待
    }
  }
}//在此我向大家推薦一個前端全棧開發交流圈：619586920 突破技術瓶頸，提升思維能力
複製程式碼

疑惑重點是從poll階段出來的時機以及去向不是非常明確，但以我目前的水平和精力只能到此為止。

check

當poll階段執行完成會進入到check階段執行，該階段的執行內容是所有setImmediate回撥。

close callbacks

socket的異常關閉，'close'事件的回撥會在該階段執行。

process.nextTick

process.nextTick經常被用來做非同步呼叫，但它並不屬於事件迴圈的內容，process.nextTick中的回撥被放在nextTickQueue中等待“當前操作”完成後被立即處理，與事件迴圈中的階段沒有聯絡，當前操作的原文定義是：“An operation is defined as a transition from the underlying C/C++ handler, and handling the JavaScript that needs to be executed.”，指的是在一段Javascript程式碼執行完切換到C/C++層時會處理nextTickQueue。

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文章提到了一個特例是Deduplication，這是Node.js內部一個優化特性，當在timer和check階段，同時有多個需要執行的回撥時，切換隻會發生一次，所以nextTick回撥執行在這種情況下看似有所延後。 程式碼示例：

setImmediate(() => {
  console.log('1');
  process.nextTick(() => console.log('2'));
});
setImmediate(() => {
  console.log('3');
  process.nextTick(() => console.log('4'));
});
複製程式碼

存在兩個setImmediate，進入check階段後需要在執行所有setImmediate的回撥程式碼後才會產生切換，從而執行nextTick回撥，因此上面程式碼的執行結果是：“1 3 2 4”，除上述場景外，nextTick都會先於setImmediate執行。

總結

因為Node.js的Event Loop我看了有那麼2、3回，但經常忘，所以這次記錄下來，做個備忘。由於太多知識容易忘記，又發現寫文章的一個優點：“幫助記憶便於複習”。

結語

感謝您的觀看，如有不足之處，歡迎批評指正。

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