nodejs事件和事件迴圈簡介

flydean發表於2020-12-06

簡介

熟悉javascript的朋友應該都使用過事件,比如滑鼠的移動,滑鼠的點選,鍵盤的輸入等等。我們在javascript中監聽這些事件,從而觸發相應的處理。

同樣的nodejs中也有事件,並且還有一個專門的events模組來進行專門的處理。

同時事件和事件迴圈也是nodejs構建非同步IO的非常重要的概念。

今天我們來詳細瞭解一下。

事件

nodejs為事件提供了一個專門的模組:lib/events.js。

還記得我們在講使用nodejs構建web伺服器嗎?

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200
  res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
  res.end('welcome to www.flydean.com\n')
})

這裡,每個請求都會觸發request事件。

nodejs的核心API是基於非同步事件驅動來進行架構的,所以nodejs中有非常多的事件。

比如:net.Server 會在每次有新連線時觸發事件,fs.ReadStream 會在開啟檔案時觸發事件,stream會在資料可讀時觸發事件。

我們看一下怎麼來構建一個nodejs的事件:

const EventEmitter = require('events')
const eventEmitter = new EventEmitter()

events常用的方法有兩個,分別是on和emit。

on用來監聽事件,emit用來觸發事件。

eventEmitter.on('fire', () => {
  console.log('開火')
})

eventEmitter.emit('fire')

emit還可以帶引數,我們看下一個引數的情況:

eventEmitter.on('fire', who => {
  console.log(`開火 ${who}`)
})

eventEmitter.emit('fire', '美帝')

再看看兩個引數的情況:

eventEmitter.on('fire', (who, when) => {
  console.log(`開火 ${who} ${when}`)
})

eventEmitter.emit('fire', '川建國','now')

預設情況下,EventEmitter以註冊的順序同步地呼叫所有監聽器。這樣可以確保事件的正確排序,並有助於避免競態條件和邏輯錯誤。

如果需要非同步執行,則可以使用setImmediate() 或者 process.nextTick()來切換到非同步執行模式。

eventEmitter.on('fire', (who, when) => {
    setImmediate(() => {
      console.log(`開火 ${who} ${when}`);
  });
})

eventEmitter.emit('fire', '川建國','now')

除此之外,events還支援其他幾個方法:

once(): 新增單次監聽器

removeListener() / off(): 從事件中移除事件監聽器

removeAllListeners(): 移除事件的所有監聽器

事件迴圈

我們知道nodejs的程式碼是執行在單執行緒環境中的,每次只會去處理一件事情。

這一種處理方式,避免了多執行緒環境的資料同步的問題,大大的提升了處理效率。

所謂事件迴圈,就是指處理器在一個程式週期中,處理完這個週期的事件之後,會進入下一個事件週期,處理下一個事件週期的事情,這樣一個週期一個週期的迴圈。

事件迴圈的阻塞

如果我們在事件處理過程中,某個事件的處理髮生了阻塞,則會影響其他的事件的執行,所以我們可以看到在JS中,幾乎所有的IO都是非阻塞的。這也是為什麼javascript中有這麼多回撥的原因。

事件迴圈舉例

我們看一個簡單的事件迴圈的例子:

const action2 = () => console.log('action2')

const action3 = () => console.log('action3')

const action1 = () => {
    console.log('action1')
    action2()
    action3()
}

action1()

上面的程式碼輸出:

action1
action2
action3

棧和訊息佇列

我們知道函式間的呼叫是通過棧來實現的,上面的例子中,我們的呼叫順序也是通過棧來實現的。

但並不是函式中所有的方法都會入棧,還有一些方法會被放入訊息佇列。

我們再舉一個例子:

const action2 = () => console.log('action2')

const action3 = () => console.log('action3')

const action1 = () => {
    console.log('action1')
    setTimeout(action2, 0)
    action3()
}

action1()

上面的程式碼執行結果:

action1
action3
action2

結果不一樣了。這是因為settimeout觸發了定時器,當定時器到期的時候,回撥函式會被放入訊息佇列中等待被處理,而不是放入棧中。

事件迴圈會優先處理棧中的事件,只有棧中沒有任何資料的時候,才會去轉而消費訊息佇列中的事件。

雖然上面例子中setTimeout的timeout時間是0,但是還是要等到action3執行完畢才能執行。

注意,setTimeout中的timeout並不是在當前執行緒進行等待的,它是由瀏覽器或者其他JS執行環境來呼叫的。

作業佇列和promise

ES6中的Promise引入了作業佇列的概念,使用作業佇列將會盡快地執行非同步函式的結果,而不是放在呼叫堆疊的末尾。

舉個例子:

const action2 = () => console.log('action2')

const action3 = () => console.log('action3')

const action1 = () => {
    console.log('action1')
    setTimeout(action2, 0)
    new Promise((resolve, reject) =>
        resolve('應該在action3之後、action2之前')
    ).then(resolve => console.log(resolve))
    action3()
}

action1()

輸出結果:

action1
action3
應該在action3之後、action2之前
action2

這是因為,在當前函式結束之前 resolve 的 Promise 會在當前函式之後被立即執行。

也就是說先執行棧,再執行作業佇列,最後執行訊息佇列。

process.nextTick()

先給大家一個定義叫做tick,一個tick就是指一個事件週期。而process.nextTick()就是指在下一個事件迴圈tick開始之前,呼叫這個函式:

process.nextTick(() => {
  console.log('i am the next tick');
})

所以nextTick一定要比訊息佇列的setTimeout要快。

setImmediate()

nodejs提供了一個setImmediate方法,來儘快的執行程式碼。

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

setImmediate中的函式會在事件迴圈的下一個迭代中執行。

setImmediate() 和 setTimeout(() => {}, 0)的功能基本上是類似的。它們都會在事件迴圈的下一個迭代中執行。

setInterval()

如果想要定時執行某些回撥函式,則需要用到setInterval。

setInterval(() => {
  console.log('每隔2秒執行一次');
}, 2000)

要清除上面的定時任務,可以使用clearInterval:

const id = setInterval(() => {
  console.log('每隔2秒執行一次');
}, 2000)

clearInterval(id)

注意,setInterval是每隔n毫秒啟動一個函式,不管該函式是否執行完畢。

如果一個函式執行時間太長,就會導致下一個函式同時執行的情況,怎麼解決這個問題呢?

我們可以考慮在回撥函式內部再次呼叫setTimeout,這樣形成遞迴的setTimeout呼叫:

const myFunction = () => {
  console.log('做完後,隔2s再次執行!');

  setTimeout(myFunction, 2000)
}

setTimeout(myFunction, 2000)

本文作者:flydean程式那些事

本文連結:http://www.flydean.com/nodejs-event/

本文來源:flydean的部落格

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