乐趣区

关于node.js:深入理解事件循环机制

jiezi

微信公众号：[前端一锅煮]
一点技术、一点思考。
问题或倡议，请公众号留言。

抛在后面的问题：

js 是单线程的如何做到异步？

事件循环的过程是怎么的？

macrotask 和 microtask 是什么，它们有何区别？

node.js 的事件循环是怎么的，和浏览器的事件循环有何区别？

过程和线程

浏览器是多过程的，具体蕴含的过程有：

  • Browser 过程：浏览器的主过程（负责协调、主控），只有一个；
  • 第三方插件过程：每种类型的插件对应一个过程，仅当应用该插件时才创立；
  • GPU 过程：最多一个，用于 3D 绘制；
  • 浏览器渲染过程（内核）：默认每个 tab 页面一个过程，互不影响，管制页面渲染，脚本执行，事件处理等（有时候会优化，如多个空白 tab 会合并成一个过程）。

其中浏览器渲染过程就是前端页面次要用到的过程，蕴含的线程有：

  • GUI 渲染线程（负责渲染页面，解析 HTML，CSS 形成 DOM 树，和 JS 引擎互斥）
  • JS 引擎线程
  • 事件触发线程
  • 定时器触发线程
  • Http 申请线程等次要线程

对于执行中的线程：

主线程：也就是 js 引擎执行的线程，此线程只有一个，页面渲染、函数解决都在这个主线程上执行。

工作线程：也称幕后线程，这个线程可能存在于浏览器或 js 引擎内，与主线程是离开的，解决文件读取、网络申请等异步事件。

事件循环

所有的工作能够分为同步工作和异步工作，同步工作，顾名思义，就是立刻执行的工作，同步工作个别会间接进入到主线程中执行。而异步工作，就是异步执行的工作，比方 ajax 网络申请，setTimeout 定时函数等都属于异步工作，异步工作会通过工作队列的机制 (先进先出的机制) 来进行协调。

同步和异步工作别离进入不同的执行环境，同步的进入主线程，即主执行栈，异步的进入工作队列。主线程内的工作执行结束为空，会去工作队列读取对应的工作，推入主线程执行。上述过程的一直反复就是咱们说的 Event Loop (事件循环)。

在事件循环中，每进行一次循环操作称为 tick，其要害的步骤能够总结如下：

  1. 一开始整个脚本作为一个宏工作执行
  2. 执行过程中同步代码间接执行，宏工作进入宏工作队列，微工作进入微工作队列
  3. 以后宏工作执行完出队，读取微工作列表，有则顺次执行，直到全副执行完
  4. 读取宏工作列表，有则顺次执行，直到全副执行完
  5. 执行浏览器 UI 线程的渲染工作
  6. 查看是否有 Web Worker 工作，有则执行
  7. 执行完本轮的宏工作，回到第 2 步，持续依此循环，直到宏工作和微工作队列都为空

宏工作与微工作

JS 引擎把所有工作分成两类，一类叫宏工作(macrotask)，一类叫微工作(microtask)。

宏工作次要蕴含：

  • js（整体代码）
  • I/O、UI 渲染
  • MessageChannel、postMessage
  • setImmediate（Node.js 环境）
  • setTimeout、setInterval
  • requestAnimationFrame 属于 GUI 引擎，产生在渲染过程的重绘重排局部，在 UI 渲染之前执行

微工作次要蕴含：

  • process.nextTick（Node.js 环境）
  • MutaionObserver（浏览器环境）
  • Promise

先执行完微工作再执行宏工作。

Node.js 的事件循环

事件循环是 Node.js 解决非阻塞 I/O 操作的机制。目前大多数内核都是多线程的，它们可在后盾解决多种操作。当其中的一个操作实现的时候，内核告诉 Node.js 将适宜的回调函数增加到轮询队列中期待机会执行。

当 Node.js 启动后，它会初始化事件循环，解决已提供的输出脚本，它可能会调用一些异步的 API、调度定时器，或者调用 process.nextTick()，而后开始处理事件循环。

以下是 Node.js 事件循环程序：

  1. timers：执行到期的 setTimeout、setInterval 回调。
  2. pending callbacks：挂起的回调函数，执行提早到下一个循环迭代的 I/O 回调。对某些零碎操作（如 TCP 谬误类型）执行回调。
  3. idle, prepare：闲暇 筹备，node 零碎外部应用。
  4. poll：检索新的 I/O 事件。执行 I/O（例如文件、网络）的回调，除了 close，定时器和 setImmediate 以外的所有回调。其余状况 node 将在适当的时候在此阻塞。
  5. check：执行 setImmediate 回调。
  6. close callbacks：执行 close 事件回调，如 socket.on(‘close’, …)、http close 等。

下面是宏工作的执行程序，Node.js 也是先执行微工作再执行宏工作。微工作次要有 process.nextTick 和 promise，其中 process.nextTick 先执行。

最初，JavaScript 是一门单线程语言，异步操作都是放到事件循环队列外面，期待主执行栈来执行的，并没有专门的异步执行线程。

退出移动版