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Node中事件循环.md

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前言

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境，它使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型，使其轻量又高效。

为什么会有 Event Loop

简单来说 Event Loop 通过将请求分发到别的地方，使得 Node.js 能够实现非阻塞（non-blocking）I/O 操作。

Event Loop 工作原理

流程是这样的，你执行 node index.js 或者 npm start 之类的操作启动服务，所有的同步代码都会被执行，然后判断是否有 Active handle，如果没有就会停止。

// index.js  执行完成之后立马停止
console.log("Hello world");

const express = require("express");
const app = express();
const port = 3000;

app.get("/", (req, res) => res.send("Hello world"));
app.listen(port, () => console.log(`Example app listening on port ${port}!`));
// 这里运行的 app.listen 就是一个 active handle，有这个存在就相当于 Node.js 有理由继续运行下去，这样我们就进入了 Event Loop

Event Loop 包含了一系列阶段（phase），每个阶段都是只执行属于自己的任务（task）和微任务（micro task），这些阶段依次为：

  1. timer（定时器）
  2. pending callbacks（待定回调）
  3. idle，prepare
  4. poll（轮询）
  5. check（检测）
  6. close callbacks（关闭回调）

执行顺序是：

  1. 输入数据阶段（incoming data）
  2. 轮询阶段（poll）
  3. 检查阶段（check）
  4. 关闭事件回调阶段（close callbacks）
  5. 定时器检测阶段（timer）
  6. I / O 事件回调阶段（I / O callbacks）
  7. 闲置阶段（idle，prepare）
  8. 轮询阶段

timer

当你使用 setTimeout 和 setInterval 的时候，传入的回调函数就是在这个阶段执行。

setTimeout(function () {
  console.log("Hello world"); // 这一行在 timer 阶段执行
}, 1000);

check

和 timer 阶段类似，当你使用 setImmediate 函数的时候，传入的函数回调就是在 check 阶段执行。

setImmediate(function () {
  console.log("Hello world"); // 这一行在 check 阶段执行
});

poll

poll 阶段基本涵盖了其余所有情况，你写的大部分回调，如果不是上面两种（排除 micro task），那基本上就是在 poll 阶段执行了。

// io 回调
fs.readFile("index.html", "utf8", function (err, data) {
  console.log("Hello world"); // 在 poll 阶段执行
});

// http 回调
http
  .request("http://example.com", function (res) {
    res.on("data", function () {});
    res.on("end", function () {
      console.log("Hello world"); // 在 poll 阶段执行
    });
  })
  .end();

Microtask

我们可以想象每个阶段都有三个队列：

  1. 这个阶段同步任务队列
  2. 这个阶段 process.nextTick 队列
  3. 这个阶段 Promise 队列

Node.js 会采用先进先出的方式处理该阶段的任务，当所有同步任务都处理完毕后，会先清空 process.nextTick 队列，然后是 Promise 队列。如果在某一阶段一直递归调用 process.nextTick，会导致主线程一直停留在该阶段，表现类似于while(true)

libuv 线程池和内核

总结以上得出，其实 Event Loop 就是我们认为的 Node.js 的单线程，也就是 main thread，负责分发任务和执行 js 代码。那当我们发起 I/O 请求的时候，那是由谁来负责执行呢？

所有调用操作系统的接口，都是由 Node.js 调用 libuv 的 API 实现的，其中我们可以将这些异步的 Node.js API 分为两类：

  1. 直接用内核（Kernel）的异步方法；
  2. 使用线程池（Thread pool）来模拟异步。

举例来说，我们使用的 http 模块就是使用 kernel async 的方式，这种异步方式由内核直接实现，多个请求之间不会有明显的时间间隔。

加密算法是一个很好费计算的操作，由 libuv 线程池来模拟异步，线程池默认只有 4 个线程，所以当我们同事调用 6 个加密操作，后面 2 个就会被前面 4 个 block。

有些特殊情况，比如 fs.readFile，尽管官方文档说了也是使用 libuv 线程池，但是实际情况似乎并非如此，似乎 Node.js 在此做了 partition。