Node.js的核心:事件循环

Node.js的核心:事件循环

一、为什么需要事件循环?

之前一直说过了,Node.js是单线程的,所谓的单线程就是一次只能干一件事;如果Node.js什么都没做,那么比如当读取一个大文件的时候,整个程序立马就会卡住;这个时候就需要一个调度中心,来负责编排任务,这个就是事件循环的作用;

简述:

  • 比如将一些耗时的I/O操作,例如HTTP请求、计时器超时、文件读取完成等等操作到事件循环之后,会交给系统内核或线程池异步处理;
  • 所有的位于回调函数中的,除了顶层代码中的应用程序都会进入中事件循环中;
  • Node.js基于回调函数来构建;
  • 事件驱动架构:事件被发出、事件循环拾取它们、回调函数被调用;
  • 事件循环只负责编排,具体的事情并不由它亲自完成;

二、事件循环的细节-执行阶段

事件循环会不断循环,每次循环称为一个tick。每个tick会经过几个阶段,每个阶段都有一个FIFO先进先出队列存放着待执行的回调

详解

  1. timers阶段

执行由setTimeout()和setInterval()安排的回调

这个执行的时机并不是精确的时间,而是检查定时器是否到达时间阈值;比如你设定时器100ms,可能100ms之后才能执行,因为事件循环有可能忙于其他阶段;

  1. pending callbacks阶段

执行一些系统操作的回调,比如TCP错误ECONNREFUSED,这些回调在poll阶段会被挂起,在这些会执行;

  1. idle,prepare阶段

这个阶段是Node.js内部使用,作为开发人员我们接触不到,也不用去了解

  1. poll阶段---这个是最重要的阶段

这个阶段做两个事情

  • 计算应该阻塞并等待I/O需要多久。(比如由timer快到时间了,就只阻塞到timer时间,如何没有待处理的任务,就一直等待新事件;)
  • 第二个事就是处理poll队列中的事件,然后执行I/O相关的回调。比如网络请求,读取文件之类的操作;

规则:

  • 如果poll队列不为空,事件循环会同步执行队列里的回调,直到队列为空或者达到系统的限制;
  • 如果poll为空的话但是有setImmediate回调,则立刻结束poll阶段,进入check阶段;如果没有setImmediate回调,就是在此一直等待新的事件进入队列,然后立即执行它们。这个等待事件是由timer决定的
  1. check阶段

这个阶段是专门为setImmediate()设计的。当poll阶段结束后,如果check队列由回调的话,就立即执行它们;

  1. close callbacks阶段

执行关闭事件的回调,比如socket.on('close',...)。如果一个socket或句柄突然关闭,close事件也会立即发出

三、微任务

Node.js由两个非常重要的微任务:process.nextTick队列以及Promise回调队列,比如.then()、.catch等等

这两个微任务在上述6个阶段中每个阶段执行完后,都会检查一下,由微任务存在的话都会立即清空它们,然后才会去进行下一个阶段;

注意事项:

  1. 不要再回调函数中使用fs、crypto和zlib模块的同步版本函数;
  2. 不要执行复杂计算(例如嵌套循环)
  3. 在大型对象中使用JSON时要小心
  4. 不要使用过于复杂的正则表达式(例如嵌套的量化符s)
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