全面了解Node事件循环

全面了解Node事件循环攻略

Node.js基于事件驱动和非阻塞的I/O模型，事件循环是Node.js的核心机制之一。本攻略将从事件循环概念、事件循环机制、事件循环阶段以及事件循环实例等方面详细介绍Node事件循环。

事件循环概念

事件循环机制与操作系统紧密相连，它通过监听操作系统所提供的各类事件，驱动应用程序的运行。事实上，我们使用计算机时无论接触到什么，都是由操作系统通过一系列的事件驱动实现的。Node.js也不例外，但它有自己独特的事件循环机制。

事件循环机制

下面介绍Node.js事件循环机制。

• Node.js中只有一个事件循环，它负责异步I/O等事件的处理。
• 事件循环采用单线程模型，维护一个事件队列，按照顺序依次处理队列中事件。
• 事件循环通过异步I/O、定时器(setTimeout、setInterval)、I/O回调、闲置回调等机制收集事件并添加到事件队列中。

事件循环阶段

事件循环可细分为7个阶段，每个阶段都有不同的任务和优先级。

1. timers：处理定时器(setTimeout, setInterval)的回调函数。
2. pending callbacks：上一次轮询中未处理完的I/O回调函数会在这个阶段执行。
3. idle, prepare：闲置阶段和准备阶段，内部使用，用户不存在代码处理。
4. poll：轮询阶段，在轮询中等待I/O事件完成或者等待一段时间。
5. check：处理定时器(setImmediate)的回调函数。
6. close callbacks：执行socket.on（"close"）等关闭事件回调函数。
7. 如果所有的阶段都没有事件处理，事件循环将会关闭，等待下一个事件触发时再次启动。

事件循环实例

下面通过两个实例，进一步理解Node.js事件循环机制。

示例一：异步I/O

下面代码使用fs.readFile()在filesystem（文件系统）中读取file.txt文件，并在控制台打印读到的内容

const fs = require("fs");
fs.readFile("file.txt", (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});
console.log("Reading file...");

可以发现，console.log("Reading file...")会比fs.readFile()更快执行。这是因为，fs.readFile()是异步I/O操作，内部由事件循环机制驱动并在轮询队列中排队等待I/O结果。在轮询过程中，console.log()已被执行，而fs.readFile()还在等待I/O结果。待读取file.txt内容完成后，将触发回调函数并将读取到的内容作为参数传入，从而完整的执行。

示例二：setImmediate()

setImmediate()是Node.js提供的另一个I/O回调，类似于定时器，但比setTimeout只在下一个事件轮询周期被执行的更稳定和有效。下面是一个setImmediate()的示例。

setImmediate(() => {
  console.log("setImmediate");
});
console.log("Immediate Scheduled");

在执行中，setImmediate()的回调函数将被插入check阶段，在poll阶段完成后立即执行，因此console.log("Immediate Scheduled")的执行而不必等待回调函数。

总结

Node.js的事件循环机制是它能够执行异步I/O等非阻塞操作的关键，理解它可以帮助我们更好地开发Node.js程序。详细了解不同阶段的任务和优先级可以帮助我们更好地掌握事件循环，并正确地使用定时器和I/O回调等机制。