Node.js 事件循环（Event Loop）详解

Node.js 是单线程的 JavaScript 运行时，但它能高效处理大量并发 I/O 操作（如网络请求、文件读写），核心机制就是事件循环 。事件循环由底层库 libuv 实现，它允许 Node.js 在不阻塞主线程的情况下处理异步任务。

为什么需要事件循环？

JavaScript 是单线程的，同步代码会阻塞执行。
但大多数操作（如网络 I/O）是耗时的，如果阻塞主线程，程序就无法响应其他请求。
Node.js 将异步操作"卸载"到系统内核或线程池，完成后通过回调通知主线程。
事件循环负责不断检查是否有完成的异步任务，并执行对应的回调函数，从而实现非阻塞 I/O。

简单来说：主线程执行同步代码 → 遇到异步操作 → 交给 libuv 处理 → libuv 完成时将回调放入队列 → 事件循环轮询队列并执行回调。

事件循环的阶段（Phases）

Node.js 的事件循环分为 6 个主要阶段（基于 libuv），它们按顺序循环执行。每轮循环（称为一个 "tick"）会依次进入这些阶段：

timers（定时器阶段）

执行已到期的 setTimeout() 和 setInterval() 回调。

注意：定时器不是精确的，只保证"至少"在指定时间后执行（可能因其他任务延迟）。
pending callbacks（待定回调阶段）

执行某些系统级 I/O 回调（如 TCP 错误报告）。
idle, prepare（闲置/准备阶段）

Node.js 内部使用，仅用于准备下一个阶段。
poll（轮询阶段）

最重要、最复杂的阶段：
- 检索新的 I/O 事件（网络、文件等）。
- 执行 I/O 相关的回调（几乎所有异步 I/O 回调在这里处理）。
- 如果没有定时器，会在这里阻塞等待新事件到来。
- 如果有 setImmediate()，会尽快进入 check 阶段。
check（检查阶段）

执行 setImmediate() 回调。
close callbacks（关闭回调阶段）

执行关闭事件的回调（如 socket.close()）。

循环流程简图：

sql 复制代码

timers → pending callbacks → idle/prepare → poll → check → close callbacks → (返回 timers)

每轮循环结束后，Node.js 会检查是否还有待处理的异步任务。如果没有，进程会优雅退出。

微任务（Microtasks）和 nextTick 的特殊处理

与浏览器不同，Node.js 的微任务 （如 Promise.then()、queueMicrotask()）和 process.nextTick() 在每个阶段结束后、进入下一个阶段前执行。
优先级：process.nextTick() > Promise（微任务队列）。
这意味着微任务会"插队"在宏任务（阶段回调）之间执行，确保更高优先级。

注意变化（从 Node.js 20+ / libuv 1.45.0 开始）：定时器回调现在只在 poll 阶段后执行（以前可能在 poll 前后都检查）。

执行顺序示例

考虑以下代码：

javascript 复制代码

console.log('start');

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

Promise.resolve().then(() => console.log('promise'));

process.nextTick(() => console.log('nextTick'));

console.log('end');

输出通常是：

arduino 复制代码

start
end
nextTick
promise
immediate  // 或 timeout（取决于 poll 阶段）
timeout    // 或 immediate

同步代码先执行：start → end。
微任务立即执行：nextTick → promise。
然后进入事件循环：先 timers（timeout），或先 check（immediate），具体取决于 poll 阶段的行为。

与浏览器事件循环的区别

浏览器：宏任务（macrotask，如 setTimeout）和微任务（microtask，如 Promise）交替执行，一个宏任务后清空所有微任务。
Node.js ：有多个阶段的宏任务队列，微任务在每个阶段之间执行，更复杂，适合服务器端 I/O 密集场景。

实际建议

避免在事件循环中执行 CPU 密集任务（如大循环计算），会阻塞其他回调，导致延迟。
使用 process.nextTick() 或 Promise 处理高优先级异步逻辑。
监控事件循环延迟（可用 perf_hooks）以优化性能。

理解事件循环是掌握 Node.js 异步编程的关键，能帮助你调试回调顺序、避免阻塞和构建高并发应用。