Node.js Event Loop各阶段讲解

Node.js的Event Loop是其异步非阻塞I/O的关键之一，它被设计成高效运行大量并发请求的系统，各个阶段的功能也可以让我们更好地理解Node.js的运行机制。

各阶段讲解

Node.js的Event Loop包含6个阶段，按顺序分别是：

1. timers：处理定时器操作；
2. pending callbacks：执行一些系统操作的回调；
3. idle, prepare：内部使用，用于修复它们两个之间的调用顺序；
4. poll：对I/O事件进行轮询；
5. check：执行setImmediate API的回调；
6. close callbacks：执行一些关闭事件的回调。

下面我们详细讲解每个阶段：

timers

这个阶段会检查是否有定时器满足条件，如果有，就会执行这些定时器的回调函数。setTimeout和setInterval是基于这个阶段的。需要注意的是，执行定时器回调是有顺序的。

pending callbacks

这个阶段会执行一些系统操作的回调，如TCP错误的回调。

poll

这个阶段是Event Loop中最常用的一个阶段，用于轮询I/O事件并执行对应的回调。在进入此阶段时，如果定时器阶段没有定时器需要执行，会发生以下两件事之一：

• 如果poll队列为空，Node.js 会阻塞在这个阶段等待I/O事件的触发；
• 如果poll队列不为空，Node.js 会处理每一个事件，直到poll队列为空或达到系统限制。

如果事件到达了其poll事件队列，而且poll已经被添加到活动的定时器列表中，Node.js会在第一个可用的时间运行它的处理程序。因此，poll阶段和定时器阶段可以相互交错。如果在进入此阶段时已经有定时器需要执行，它们将直接转到定时器阶段。

check

这一阶段主要是执行setImmediate() API的回调。在前面的示例中可以看到，setImmediate() 回调优先于 I/O 事件执行。例如：

setImmediate(() => {
  console.log('Set Immediate');
});

fs.readFile('./example.txt', () => {
  console.log('I/O Callback');
});

console.log('Hello World');

上面的代码会首先执行 'Hello World'，然后执行I/O Callback，最后执行Set Immediate。

close callbacks

这个阶段执行一些关闭事件的回调函数，例如socket.on('close', ...)。

示例说明

以上就是Node.js Event Loop各阶段的详细讲解。下面我们来看两个示例：

示例1

setImmediate(() => {
  console.log('Set Immediate');
});

setTimeout(() => {
  console.log('Set Timeout Timer');
}, 0);

console.log('Hello World');

这个示例中，Node.js 先完成当前运行的同步代码，输出 "Hello World"，接着进入 timers 阶段，但此阶段中没有定时器需要执行，于是 Node.js 进入 poll 阶段并阻塞等待。由于示例中发生了跨阶段的定时，因此事件触发时先执行 check 阶段的 setImmediate 回调，然后执行 timers 阶段的 setTimeout 回调，输出 "Set Timeout Timer"，最后输出 "Set Immediate"。

示例2

const fs = require('fs');

fs.readFile('./example.txt', () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('Set Timeout Timer');
  }, 0);

  setImmediate(() => {
    console.log('Set Immediate');
  });

  console.log('I/O Callback');
});

console.log('Hello World');

这个示例中，Node.js 先完成当前运行的同步代码，输出 "Hello World"，接着进入 timers 阶段，但此阶段中没有定时器需要执行，于是 Node.js 进入 poll 阶段。在 poll 阶段中，Node.js 处理 fs.readFile 事件，并执行回调。由于示例中发生了跨阶段的定时，因此事件触发时先执行 check 阶段的 setImmediate 回调，然后执行 timers 阶段的 setTimeout 回调，输出 "Set Timeout Timer"，最后输出 "Set Immediate"。

以上两个示例可以帮助读者更好地理解 Node.js 的 Event Loop 的执行流程。