Event Loop（事件循环）机制

一、浏览器环境下JS引擎的时间循环机制

1. JavaScript执行机制-宏任务和微任务

js是一门单线程语言，在最新的HTML5中提出了Web-Worker，webwork技术开的多线程有诸多限制，受主线程控制，不能独立执行，没有执行I/O操作的权限，只能分担一些诸如计算等任务，但javascript是单线程这一核心仍未改变。

2. javascript事件循环

同步和异步任务分别进入不同的执行'场所'，同步的进入主线程，异步的进入Event Table并注册函数，当指定的事件完成时，Event Table会将这个函数移入Event Queue，主线程内的任务执行完毕为空，会去Event Queue读取对应的函数，进入主线程执行，上述过程会不断重复，也就是常说的Event Loop(事件循环)，

3. 又爱又恨的setTimeout

先看一个例子：

setTimeout(()=>{
	task();
},3000)
cosole.log('执行console');
//执行console
//task()

修改一下代码：

setTimeout(()=>{
	task()
},3000)
sleep(1000000)

上述代码执行过程分析：

task()进入Event Table并注册，计时开始。
执行sleep函数，很慢，很慢，计时仍在继续。
3秒到了，计时事件timeOut完成，task()进入Event Queue，但是sleep也太慢了，还没执行完，只好等着。
sleep终于执行完了，task()终于从Event Queue进入了主线程执行。

上述的流程走完，我们知道setTimeout这个函数，是经过指定事件后，把要执行的任务加入到Event Queue中，又因为是单线程人去要一个一个执行，如果前面的人去需要的事件太久，那么只能等着，导致真正的延时事件大于3秒。

setTimeout(fn,0)这样的代码是含义是，指定某个任务在主线程最早可得到的空闲时间执行，意思就是不用在等多少秒了，只要主线程执行栈内的同步任务全部执行完成，栈为空就马上执行，举例说明：

console.log(1);
setTimeout(()=>{
	console.lg(2);
},0);
// 1,2

console.log(1);
setTimeout(()=>{
	console.log(2);
},3000)
//1 3s后  2

4.又恨又爱的setInterval

setTimeout的孪生兄弟setInterval。他俩差不多，只不过后者是循环的执行。对于执行顺序来说，setInterval会每隔指定的时间将注册的函数置入Event Queue，如果前面的任务耗时太久，那么同样需要等待。唯一需要注意的一点是，对于setInterval(fn,ms)来说，我们已经知道不是每过ms秒会执行一次fn，而是每过ms秒，会有fn进入Event Queue。一旦setInterval的回调函数fn执行时间超过了延迟时间ms，那么就完全看不出来有时间间隔了。这句话请读者仔细品味。

5.Promise与process.nextTick(callback)

Promise的定义和功能本文不再赘述，详细了解可以学习一下阮一峰老师的Promise。而process.nextTick(callback)类似node.js版的"setTimeout"，在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数。

我们进入正题，除了广义的同步任务和异步任务，我们对任务有更精细的定义：

macro-task(宏任务)：包括整体代码script，setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O、UI rendering
micro-task(微任务)：promise.then、process.nextTick、MutationObserver、queneMicrotask(开启一个微任务)

不同类型的任务会进入对应的Event Queue，比如setTimeout和setInterval会进入相同的Event Queue。事件循环的顺序，决定js代码的执行顺序。进入整体代码(宏任务)后，开始第一次循环。接着执行所有的微任务。然后再次从宏任务开始，找到其中一个任务队列执行完毕，再执行所有的微任务。

事件循环，宏任务，微任务的关系如图所示：

我们来分析一段较复杂的代码，看看你是否真的掌握了js的执行机制：

console.log('1');

setTimeout(function() {
	console.log('2');
	process.nextTick(function() {
		console.log('3');
	})
	new Promise(function(resolve) {
		console.log('4');
		resolve();
	}).then(function() {
		console.log('5')
	})
})
process.nextTick(function() {
	console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
	console.log('7');
	resolve();
}).then(function() {
	console.log('8')
})

setTimeout(function() {
	console.log('9');
	process.nextTick(function() {
		console.log('10');
	})
	new Promise(function(resolve) {
		console.log('11');
		resolve();
	}).then(function() {
		console.log('12')
	})
})

第一轮事件循环流程分析如下：

整体script作为第一个宏任务进入主线程，遇到console.log，输出1。
遇到setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。我们暂且记为setTimeout1。
遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为process1。
遇到Promise，new Promise直接执行，输出7。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为then1。
又遇到了setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中，我们记为setTimeout2。

宏任务Event Queue	微任务Event Queue
setTimeout1	process1
setTimeout2	then1

上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时已经输出了1和7。
我们发现了process1和then1两个微任务。
执行process1,输出6。
执行then1，输出8。

好了，第一轮事件循环正式结束，这一轮的结果是输出1，7，6，8。那么第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始：

首先输出2。接下来遇到了process.nextTick()，同样将其分发到微任务Event Queue中，记为process2。new Promise立即执行输出4，then也分发到微任务Event Queue中，记为then2。

宏任务Event Queue	微任务Event Queue
setTimeout2	process2
	then2

第二轮事件循环宏任务结束，我们发现有process2和then2两个微任务可以执行。
输出3。
输出5。
第二轮事件循环结束，第二轮输出2，4，3，5。
第三轮事件循环开始，此时只剩setTimeout2了，执行。
直接输出9。
将process.nextTick()分发到微任务Event Queue中。记为process3。
直接执行new Promise，输出11。
将then分发到微任务Event Queue中，记为then3。

宏任务Event Queue	微任务Event Queue
	process3
	then3

第三轮事件循环宏任务执行结束，执行两个微任务process3和then3。
输出10。
输出12。
第三轮事件循环结束，第三轮输出9，11，10，12。

整段代码，共进行了三次事件循环，完整的输出为1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。(请注意，node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同，输出顺序可能会有误差)

6.小小总结

js的异步我们从最开头就说javascript是一门单线程语言，不管是什么新框架新语法糖实现的所谓异步，其实都是用同步的方法去模拟的，牢牢把握住单线程这点非常重要。
事件循环Event Loop事件循环是js实现异步的一种方法，也是js的执行机制。
javascript的执行和运行执行和运行有很大的区别，javascript在不同的环境下，比如node，浏览器，Ringo等等，执行方式是不同的。而运行大多指javascript解析引擎，是统一的。
setImmediate微任务和宏任务还有很多种类，比如setImmediate等等，执行都是有共同点的，有兴趣的同学可以自行了解。
最后的最后
- javascript是一门单线程语言
- Event Loop是javascript的执行机制

二、node环境下的事件循环机制

1. 与浏览器环境有何不同

1.1 在node中，事件循环表现出的状态与浏览器中大致相同，不同的是node中有一套自己的模型。

1.2 node时间循环依靠的是libuv引擎，

1.3 V8作为JS解释器，将JS代码分析后去调用对应的node API，后由libuv引擎驱动，执行对应的任务，并把不同的事件放在不同的队列中等待主线程执行 1.4 node中的事件循环存在于libuv引擎中

2 事件循环模型

2.1 事件循环顺序：外部输入数据--> 轮询阶段(poll) --> 检查阶段(check)-->关闭时间回调阶段(close callback) --> 定时器检测阶段(timer) --> I/O事件回调阶段(I/O callbacks) --> 闲置接单(ide, prepare) --> 轮询阶段

3 事件循环各阶段详解

3.1 timers：这个阶段执行定时器队列中的回调如setTimeout() 和 setInterval()

先进先出的方式执行所有到期的timer队里的callback，
一个timer callback指的是一个通过setTimeout或者setInterve函数设置的回调函数

3.2 I/O callback：这个阶段执行几乎所有的回调，但是不包括close事件，定时器和setImmediate()的回调

例如一个TCP链接错误时，系统需要执行回调来获得这个错误的报告

3.3 idle,prepare: 这个阶段仅在内部使用，可以不必理会

3.4 poll: 等待新的I/O事件，node在一些特殊情况下会阻塞在这里

v8引擎将JS代码解析后传入libuv引擎，循环首先进入poll阶段。
先查看poll queue(任务)中是否有事件，按先进先出的顺序一次执行回调。
当queue为空时检查是否有setImmediate()的callback，如果有就进入check阶段执行这些callback，同时也检查是否有到期的timer，如果有，就放到timer queue中，两者顺序不固定。受到代码运行的环境影响
如果两者的queue都是空的，那么就会在poll阶段停留，直到有I/O事件返回
poll queue中的回调不会无限的执行下去，两种情况会终止：1.所有回调执行完毕，2.执行数超过了node的限制

3.5 check: setImmmediate()的回调会在这个阶段执行

当poll阶段进入空闲状态，并且setImmedite queue中有callback时，事件循环才进入这个阶段 3.6 close callback：例如socket.on('close', ...)这种close事件的回调会被发送到这个阶段执行回调，否则事件会用process.nextTik()方法发送出去

4 process.nextTick,setTimeout与setLibuImmediate的区别于使用场景，node中常用这三个来推迟任务执行

4.1 process.nextTick()

实际上是node中一个特殊的队列，就是nextTick queue，
当事件循环准备进入下一个阶段之前，会先检查nextTick queue中是否有任务，如果有，会先清空这个队列
与执行pollqueue中任务不同的是，这个操作在队列请空前是不会停止的，错误的使用会导致node进入死循环

4.2 setTimeout()

是定义一个回调，并且希望在我们所指定的时间间隔后第一时间去执行，
这意味着受到操作系统和当前执行任务的诸多影响，不会被精准的执行，存在一定的延迟和误差

4.3 setImmediate()

意义上是立刻执行，实际上是在一个固定的阶段才会执行回调，即poll阶段之后

setTimeout()和不设置时间间隔的setImmediate()表现上及其相似

执行顺序不一定谁前谁后，取决于代码的运行环境

setTimeout(() => {
    console.log('timeout');
    }, 0);
setImmediate(() => {
    console.log('immediate');
});

在I/O时间回调中，setImmediate的回调永远在timer的回调钱执行

const fs = require('fs');
fs.readFile(__filename, () => {
    setTimeout(() => {
        console.log('timeout');
    }, 0);
    setImmediate(() => {
        console.log('immediate');
    });
});
答案永远是：
immediate
timeout