问答题10题:说说对Nodejs中的事件循环机制理解?

难度:
更新时间:2021-07-25

参考答案:

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一、是什么

浏览器事件循环中,我们了解到javascript在浏览器中的事件循环机制,其是根据HTML5定义的规范来实现

而在NodeJS中,事件循环是基于libuv实现,libuv是一个多平台的专注于异步IO的库,如下图最右侧所示:

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上图EVENT_QUEUE 给人看起来只有一个队列,但EventLoop存在6个阶段,每个阶段都有对应的一个先进先出的回调队列

二、流程

上节讲到事件循环分成了六个阶段,对应如下:

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  • timers阶段:这个阶段执行timer(setTimeout、setInterval)的回调
  • 定时器检测阶段(timers):本阶段执行 timer 的回调,即 setTimeout、setInterval 里面的回调函数
  • I/O事件回调阶段(I/O callbacks):执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调,即上一轮循环中未被执行的一些I/O回调
  • 闲置阶段(idle, prepare):仅系统内部使用
  • 轮询阶段(poll):检索新的 I/O 事件;执行与 I/O 相关的回调(几乎所有情况下,除了关闭的回调函数,那些由计时器和 setImmediate() 调度的之外),其余情况 node 将在适当的时候在此阻塞
  • 检查阶段(check):setImmediate() 回调函数在这里执行
  • 关闭事件回调阶段(close callback):一些关闭的回调函数,如:socket.on('close', ...)

每个阶段对应一个队列,当事件循环进入某个阶段时, 将会在该阶段内执行回调,直到队列耗尽或者回调的最大数量已执行, 那么将进入下一个处理阶段

除了上述6个阶段,还存在process.nextTick,其不属于事件循环的任何一个阶段,它属于该阶段与下阶段之间的过渡, 即本阶段执行结束, 进入下一个阶段前, 所要执行的回调,类似插队

流程图如下所示:

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Node中,同样存在宏任务和微任务,与浏览器中的事件循环相似

微任务对应有:

  • next tick queue:process.nextTick
  • other queue:Promise的then回调、queueMicrotask

宏任务对应有:

  • timer queue:setTimeout、setInterval
  • poll queue:IO事件
  • check queue:setImmediate
  • close queue:close事件

其执行顺序为:

  • next tick microtask queue
  • other microtask queue
  • timer queue
  • poll queue
  • check queue
  • close queue

三、题目

通过上面的学习,下面开始看看题目

1async function async1() { 2 console.log('async1 start') 3 await async2() 4 console.log('async1 end') 5} 6 7async function async2() { 8 console.log('async2') 9} 10 11console.log('script start') 12 13setTimeout(function () { 14 console.log('setTimeout0') 15}, 0) 16 17setTimeout(function () { 18 console.log('setTimeout2') 19}, 300) 20 21setImmediate(() => console.log('setImmediate')); 22 23process.nextTick(() => console.log('nextTick1')); 24 25async1(); 26 27process.nextTick(() => console.log('nextTick2')); 28 29new Promise(function (resolve) { 30 console.log('promise1') 31 resolve(); 32 console.log('promise2') 33}).then(function () { 34 console.log('promise3') 35}) 36 37console.log('script end')

分析过程:

  • 先找到同步任务,输出script start

  • 遇到第一个 setTimeout,将里面的回调函数放到 timer 队列中

  • 遇到第二个 setTimeout,300ms后将里面的回调函数放到 timer 队列中

  • 遇到第一个setImmediate,将里面的回调函数放到 check 队列中

  • 遇到第一个 nextTick,将其里面的回调函数放到本轮同步任务执行完毕后执行

  • 执行 async1函数,输出 async1 start

  • 执行 async2 函数,输出 async2,async2 后面的输出 async1 end进入微任务,等待下一轮的事件循环

  • 遇到第二个,将其里面的回调函数放到本轮同步任务执行完毕后执行

  • 遇到 new Promise,执行里面的立即执行函数,输出 promise1、promise2

  • then里面的回调函数进入微任务队列

  • 遇到同步任务,输出 script end

  • 执行下一轮回到函数,先依次输出 nextTick 的函数,分别是 nextTick1、nextTick2

  • 然后执行微任务队列,依次输出 async1 end、promise3

  • 执行timer 队列,依次输出 setTimeout0

  • 接着执行 check 队列,依次输出 setImmediate

  • 300ms后,timer 队列存在任务,执行输出 setTimeout2

执行结果如下:

script start
async1 start
async2
promise1
promise2
script end
nextTick1
nextTick2
async1 end
promise3
setTimeout0
setImmediate
setTimeout2

最后有一道是关于setTimeoutsetImmediate的输出顺序

1setTimeout(() => { 2 console.log("setTimeout"); 3}, 0); 4 5setImmediate(() => { 6 console.log("setImmediate"); 7});

输出情况如下:

1情况一: 2setTimeout 3setImmediate 4 5情况二: 6setImmediate 7setTimeout

分析下流程:

  • 外层同步代码一次性全部执行完,遇到异步API就塞到对应的阶段
  • 遇到setTimeout,虽然设置的是0毫秒触发,但实际上会被强制改成1ms,时间到了然后塞入times阶段
  • 遇到setImmediate塞入check阶段
  • 同步代码执行完毕,进入Event Loop
  • 先进入times阶段,检查当前时间过去了1毫秒没有,如果过了1毫秒,满足setTimeout条件,执行回调,如果没过1毫秒,跳过
  • 跳过空的阶段,进入check阶段,执行setImmediate回调

这里的关键在于这1ms,如果同步代码执行时间较长,进入Event Loop的时候1毫秒已经过了,setTimeout先执行,如果1毫秒还没到,就先执行了setImmediate

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