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理解浏览器和node.js中的Event loop事件循环

大家都知道,javascript是一门单线程语言,因此为了实现主线程的不阻塞,Event Loop这样的方案应运而生。

浏览器和node中Event loop并不一样,浏览器的Event loop是在HTML5中定义的规范,而node中则由libuv库实现。

浏览器中的Event loop

  • 所有同步任务都在主线程上执行,形成一个执行栈

  • 主线程之外,还存在一个任务队列。

    • 任务队列分为macro-task(宏任务)和micro-task(微任务)。

    • macro-task(宏任务): setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O等

    • micro-task(微任务): process.nextTick, 原生Promise(有些实现的promise将then方法放到了宏任务中),Object.observe(已废弃), MutationObserver等

整个最基本的Event Loop如图所示:


具体过程:

  1. 浏览器中,先执行当前栈,执行完主执行线程中的任务。

  2. 取出Microtask微任务队列中任务执行直到清空。

  3. 取出Macrotask宏任务中 一个 任务执行。

  4. 检查Microtask微任务中有没有任务,如果有任务执行直到清空。

  5. 重复3和4。

整个的这种运行机制又称为Event Loop(事件循环)

例子

了解浏览器的Event loop后,查看下面例子,猜测浏览器是怎么输出的

console.log(1);
console.log(2);
setTimeout(function(){
  console.log('setTimeout1');
  Promise.resolve().then(function(){
    console.log('Promise')
  })
})
setTimeout(function(){
  console.log('setTimeout2');
})
​
//浏览器输出:1 2 setTimeout1 Promise setTimeout2复制代码

node中的Event loop

  • 在libuv内部有这样一个事件环机制。在node启动时会初始化事件环。

  • node中的event loop分为6个阶段,不同于浏览器的是,这里每一个阶段都对应一个事件队列,node会在当前阶段中的全部任务执行完,清空NextTick Queue,清空Microtask Queue,再执行下一阶段。

  • 在node.js里,process 对象代表node.js应用程序,可以获取应用程序的用户,运行环境等各种信息。process.nextTick()方法将 callback 添加到next tick 队列,并且nextTick优先级比promise等microtask高。

  1. timers:执行setTimeout() 和 setInterval()中到期的callback。

  2. I/O callbacks:上一轮循环中有少数的I/Ocallback会被延迟到这一轮的这一阶段执行

  3. idle, prepare:队列的移动,仅内部使用

  4. poll:最为重要的阶段,执行I/O callback,在适当的条件下会阻塞在这个阶段

  5. check:执行setImmediate的callback

  6. close callbacks:执行close事件的callback,例如socket.on("close",func)

例子

查看下面例子加深对event loop的理解

在node执行下面代码,发现每次执行先后顺序不一样,因为node需要启动时间,执行过程中setTimeout可能到时间了也可能没到时间,所以这个先后顺序取决于node的执行时间。

setTimeout(function(){
  console.log('timeout')  
})
setImmediate(function(){
  console.log('immediate')
})复制代码

i/o操作阶段完成后,会走check阶段,所以setImmediate会优先走

let fs=require('fs');
fs.readFile('./1.log',function(){
  console.log('fs');
  setTimeout(function(){
    console.log('timeout')
  })
  setImmediate(funciton(){
     console.log('setTimmediate')          
  })
})复制代码

nextTick应用场景

function Fn(){
  this.arrs;
  process.nextTick(()=>{ //根据nextTick的特性,可以先赋值,再在下一个队列中使用
    this.arrs();
  })
}
Fn.prototype.then=function(){
  this.arrs=function(){console.log(1)}
}
let fn=new Fn();
fn.then();
​
//注意:nextTick千万不要写递归,不然会造成死循环。可以放一些比setTimeout优先执行的任务复制代码

总结

  • 同一个上下文下,MicroTask微任务会比MacroTask宏任务先运行。

  • 浏览器是先取出一个MacroTask宏任务执行,再执行MicroTask微任务中的所有任务。Node是按照六个阶段执行,每个阶段切换时,再执行MicroTask微任务队列

  • 同个MicroTask队列下process.tick()会优于Promise

  • setImmdieate()和setTimeout(),如果他们在异步i/o callback之外调用(在i/o内调用因为下一阶段为check阶段),其执行先后顺序是不确定的,需要看loop的执行前的耗时情况。


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