Node.js中的事件循環(huán),Timers和process.nextTick() 的探索之路

事件循環(huán)?

事件循環(huán)就是node.js去做一些非阻塞I/O操作,那么問(wèn)題來(lái)了,非阻塞操作又是什么呢?有一個(gè)事實(shí)對(duì)于js開發(fā)者都熟知的是,js是單線程的,也就是說(shuō)在一段時(shí)間內(nèi)只能夠處理一種任務(wù),其他任務(wù)要執(zhí)行需要等待當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行完之后再開始。

由于大部分的現(xiàn)代內(nèi)核都是多線程的,它們能夠處理不同的操作執(zhí)行。當(dāng)其中的一個(gè)操作完成時(shí),內(nèi)核會(huì)告訴node,回調(diào)函數(shù)將會(huì)被加入到執(zhí)行隊(duì)列中等待被執(zhí)行。

事件循環(huán)有好幾個(gè)階段,每個(gè)階段都有先進(jìn)先出的回調(diào)隊(duì)列被執(zhí)行。每個(gè)階段都有它的特別之處,當(dāng)事件循環(huán)進(jìn)入被給予的階段時(shí),它將會(huì)執(zhí)行確切的操作,直到上一隊(duì)列已經(jīng)執(zhí)行完接著執(zhí)行在該階段的回調(diào),當(dāng)該階段上的所有隊(duì)列或回調(diào)都執(zhí)行完成之后,事件循環(huán)會(huì)轉(zhuǎn)向下一階段

?階段預(yù)覽

-?times:這個(gè)階段執(zhí)行把setTimeout()和setInterval()列入計(jì)劃的回調(diào)

1.?pending callbacks:執(zhí)行I/O回調(diào)

2.?idle, prepare: 僅為內(nèi)部使用

3.?poll: 獲取新的I/O事件;執(zhí)行I/O相關(guān)的回調(diào)(大部分關(guān)閉回調(diào)的異常)

4.?check: setImmediate()回調(diào)將會(huì)被喚起

5.?close callbacks: 一些關(guān)閉的回調(diào),例如socket.on('close', ...)

times

一個(gè)timer指定了一個(gè)閾值,在一個(gè)回調(diào)被執(zhí)行之后而不是你想要讓它執(zhí)行的確定的時(shí)間。timer的回調(diào)在給定的確定時(shí)間之后將會(huì)盡可能早的執(zhí)行,然而,操作系統(tǒng)或者其它回調(diào)的執(zhí)行可能會(huì)延遲timer的回調(diào)

?pending callbacks

這個(gè)階段執(zhí)行一些系統(tǒng)操作的回調(diào),例如tcp錯(cuò)誤的類型

poll

這個(gè)poll階段有兩個(gè)主要的函數(shù):

1.?計(jì)算它應(yīng)該阻塞的時(shí)間

2.?在該隊(duì)列中處理事件

當(dāng)事件循環(huán)進(jìn)入poll階段,并且沒(méi)有timers被安排執(zhí)行,以下之一將會(huì)發(fā)生:

1.?如果poll隊(duì)列不為空,事件循環(huán)將會(huì)同步迭代執(zhí)行它的調(diào)用隊(duì)列直到隊(duì)列已經(jīng)被執(zhí)行完成

2.?如果poll隊(duì)列是空的,以下之一將會(huì)發(fā)生:

????如果腳本中有setImmediate,事件循環(huán)將會(huì)停止poll階段,繼續(xù)轉(zhuǎn)向check階段去執(zhí)行這些被安排的腳本

????若腳本中沒(méi)有setImmediate,事件循環(huán)將會(huì)等待被添加進(jìn)隊(duì)列的回調(diào),并馬上執(zhí)行它們

一旦poll隊(duì)列是空的,事件循環(huán)將會(huì)檢查那些已經(jīng)到達(dá)了設(shè)置的閾值的timers。若一個(gè)或更多的timers已經(jīng)準(zhǔn)備好,事件循環(huán)將會(huì)轉(zhuǎn)向執(zhí)行timers階段,從而去執(zhí)行這些timers的回調(diào)函數(shù)

check

這個(gè)階段在poll階段已經(jīng)完成之后允許人馬上執(zhí)行回調(diào),如果poll階段變?yōu)榱碎e置狀態(tài),且腳本中有setImmediate,事件循環(huán)將會(huì)轉(zhuǎn)向check階段而不是等待。

setImmediate實(shí)際上是一個(gè)確定的timer,它運(yùn)行在一個(gè)事件循環(huán)的獨(dú)立的階段。它使用了一個(gè)libuv api,是在poll階段完成之后,執(zhí)行這些安排的回調(diào)

close callbacks

如果一個(gè)socket或者是處理突然的被關(guān)閉了,這個(gè)close事件將會(huì)在這個(gè)階段觸發(fā)。另外,它將會(huì)通過(guò) process.nextTick觸發(fā)。

setImmediate() VS setTimeout()?

他們很類似,但是表現(xiàn)卻不同,這取決于他們何時(shí)被調(diào)用

1.?setImmediate()被設(shè)計(jì)為一旦當(dāng)前的poll階段完成時(shí),執(zhí)行回調(diào)

2.?setTimeout()是要在設(shè)置一個(gè)最小閾值的時(shí)間之后執(zhí)行回調(diào)

他們?cè)诒徽{(diào)用的不同環(huán)境下執(zhí)行順序會(huì)有所不同,然而,若在I/O循環(huán)之內(nèi),immediate的回調(diào)總是先執(zhí)行


????const fs = require('fs');

? ? fs.readFile(__filename, () ={

? ? ?setImmediate(() ={

? ? ?console.log('immediate');

??????});

??????setTimeout(() ={

????console.log('timeout');

??????}, 0);

????});

process.nextTick()?

盡管是異步api的一部分,但不是事件循環(huán)的部分。這個(gè)nextTickQueue將會(huì)在當(dāng)前操作完成之后被處理,不管當(dāng)前事件循環(huán)處在哪一階段

setImmediate() VS process.nextTick()

1.?在同一階段process.nextTick()將會(huì)立即觸發(fā)執(zhí)行

2.?setImmediate()在下一次迭代循環(huán)中觸發(fā)

為什么使用process.nextTick()?

1.?允許用戶處理錯(cuò)誤,在事件循環(huán)繼續(xù)之前清除不需要的資源或者是再次發(fā)出請(qǐng)求

2.?有時(shí)候需要在執(zhí)行棧結(jié)束時(shí)但要在事件循環(huán)繼續(xù)之前執(zhí)行該回調(diào)函數(shù)

舉個(gè)栗子,如果要在函數(shù)構(gòu)造器中觸發(fā)一個(gè)事件,若按照以下寫法,是不會(huì)被調(diào)用執(zhí)行的,因?yàn)樵摯a并沒(méi)有被處理,構(gòu)造函數(shù)還沒(méi)有被執(zhí)行完成。


????const EventEmitter = require('events');

????const util = require('util');

? ? function MyEmitter() {

??????EventEmitter.call(this);

??????this.emit('event'); // 該事件觸發(fā)無(wú)效

????}

????util.inherits(MyEmitter, EventEmitter);

? ?const myEmitter = new MyEmitter();

????myEmitter.on('event', () => {

??????console.log('an event occurred!');

????});


若使用了process.nextTick(),就可以在構(gòu)造器執(zhí)行完成之后觸發(fā)該事件,從而觸發(fā)回調(diào)


????const EventEmitter = require('events');

????const util = require('util');

? ?function MyEmitter() {

??????EventEmitter.call(this);

? ? ?// use nextTick to emit the event once a handler is assigned

??????process.nextTick(() => {

????this.emit('event');

??????});

????}

util.inherits(MyEmitter, EventEmitter);

?const myEmitter = new MyEmitter();

????myEmitter.on('event', () => {

??????console.log('an event occurred!');

????});

參考資料:https://nodejs.org/en/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/

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