我們在名為“Node Internals”的文章中討論了為什么 Node JS 是單線程的，也是多線程的。它將為您提供 Node 架構(gòu)的堅實基礎，并為理解事件循環(huán)的魔力奠定基礎！

由于事件循環(huán)，Node js 可以被認為是單線程的。但是，什么是事件循環(huán)？

我總是從餐廳的類比開始，因為我認為這樣更容易理解技術(shù)細節(jié)。

所以，在餐廳里，主廚從訂單列表中取出訂單并將其交給助理團隊。食物準備好后，廚師就會上菜。如果有VIP顧客來，廚師會優(yōu)先處理這個訂單。

如果我們考慮這個類比，那么我們可以說......

在 Node JS 事件循環(huán)的上下文中。

• Chef 是管理任務和委派工作的事件循環(huán)。

• 協(xié)助團隊是一個工作線程或操作系統(tǒng)，負責處理委托給他們的任務的執(zhí)行。

• 訂單列表是等待輪到的任務的任務隊列。

• VIP客戶是一個微任務，優(yōu)先級高，先于常規(guī)任務完成。

要了解事件循環(huán)，我們必須首先了解微任務和宏任務之間的區(qū)別。

微任務

微任務是指具有高優(yōu)先級的任務，并且在當前執(zhí)行的 Javascript 代碼完成之后、進入事件循環(huán)的下一階段之前執(zhí)行。

示例：

• process.nextTick
• 承諾（.then、.catch、.finally）
• 隊列微任務

宏任務

這些是優(yōu)先級較低的任務，在事件循環(huán)的稍后階段排隊等待執(zhí)行。

示例：

• 設置超時
• 設置間隔
• 立即設置
• I/O 操作

事件循環(huán)

當我們在 Node.js 中運行異步任務時，事件循環(huán)是一切的核心。

得益于事件循環(huán)，Node.js 可以高效地執(zhí)行非阻塞 I/O 操作。它通過將耗時的任務委托給操作系統(tǒng)或工作線程來實現(xiàn)這一點。一旦任務完成，它們的回調(diào)就會以有組織的方式處理，確保順利執(zhí)行而不阻塞主線程。

這就是 Node.js 能夠同時處理多個任務，同時仍然是單線程的神奇之處。

階段

事件循環(huán)中有六個階段，每個階段都有自己的隊列，其中保存特定類型的任務。

1.計時器階段

在此階段處理與計時器相關(guān)的回調(diào)，例如 setTimeout 和 setInterval。

Node js 檢查計時器隊列中是否有延遲已過期的回調(diào)。

如果滿足計時器延遲，其回調(diào)將添加到此隊列中執(zhí)行。

console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('Timer 1 executed after 1 second');
}, 1000);

setTimeout(() => {
  console.log('Timer 2 executed after 0.5 seconds');
}, 500);

let count = 0;
const intervalId = setInterval(() => {
  console.log('Interval callback executed');
  count++;

  if (count === 3) {
    clearInterval(intervalId);
    console.log('Interval cleared');
  }
}, 1000);

console.log('End');

輸出：

Start
End
Timer 2 executed after 0.5 seconds
Timer 1 executed after 1 second
Interval callback executed
Interval callback executed
Interval callback executed
Interval cleared

2.I/O回調(diào)階段

此階段的目的是為已完成的 I/O（輸入/輸出）操作執(zhí)行回調(diào)，例如讀取或?qū)懭胛募⒉樵償?shù)據(jù)庫、處理網(wǎng)絡請求以及其他異步 I/O 任務。

當 Node.js 中發(fā)生任何異步 I/O 操作（例如使用 fs.readFile 讀取文件）時，該操作將委托給操作系統(tǒng)或工作線程。這些 I/O 任務在主線程之外以非阻塞方式執(zhí)行。任務完成后，會觸發(fā)回調(diào)函數(shù)來處理結(jié)果。

I/O 回調(diào)階段是操作完成后這些回調(diào)排隊等待執(zhí)行的階段。

const fs = require('fs');

console.log('Start');

fs.readFile('example.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) {
    console.log('Error reading file:', err);
    return;
  }
  console.log('File contents:', data);
});

console.log('Middle');

setTimeout(() => {
  console.log('Simulated network request completed');
}, 0);

console.log('End');

輸出

Start
Middle
End
Simulated network request completed
File contents: (contents of the example.txt file)

3.空閑階段

在此階段，不會執(zhí)行任何用戶定義的工作，而是在此階段事件循環(huán)為下一階段做好準備。此階段僅進行內(nèi)部調(diào)整。

4.投票階段

輪詢階段檢查是否有需要處理的待處理 I/O 事件（如網(wǎng)絡活動或文件系統(tǒng)事件）。它將立即執(zhí)行與這些事件相關(guān)的回調(diào)。

如果沒有待處理的 I/O 事件，則輪詢階段可以進入阻塞狀態(tài)。

在這種阻塞狀態(tài)下，Node.js 將只是等待新的 I/O 事件到達。這種阻塞狀態(tài)使 Node.js 成為非阻塞：它會等待，直到新的 I/O 事件觸發(fā)回調(diào)執(zhí)行，同時保持主線程空閑以執(zhí)行其他任務。

已完成的 I/O 操作（例如 fs.readFile、HTTP 請求或數(shù)據(jù)庫查詢）的任何回調(diào)都會在此階段執(zhí)行。這些 I/O 操作可能已在之前的階段（例如計時器階段或 I/O 回調(diào)階段）啟動，現(xiàn)在已完成。

如果有使用 setTimeout 或 setInterval 設置的計時器，Node.js 將檢查是否有計時器已過期以及是否需要執(zhí)行其關(guān)聯(lián)的回調(diào)。如果計時器已過期，它們的回調(diào)將移至回調(diào)隊列，但直到下一階段（即計時器階段）才會處理它們。

const fs = require('fs');
const https = require('https');

console.log('Start');

fs.readFile('file1.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) {
    console.log('Error reading file1:', err);
    return;
  }
  console.log('File1 content:', data);
});

fs.readFile('file2.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) {
    console.log('Error reading file2:', err);
    return;
  }
  console.log('File2 content:', data);
});

https.get('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1', (response) => {
  let data = '';
  response.on('data', (chunk) => {
    data += chunk;
  });
  response.on('end', () => {
    console.log('HTTP Response:', data);
  });
});

console.log('End');

輸出：

Start
End
File1 content: (contents of file1.txt)
File2 content: (contents of file2.txt)
HTTP Response: (JSON data from the HTTP request)

5.檢查相位

投票階段完成任務后。該階段主要處理 setImmediate 回調(diào)的執(zhí)行，這些回調(diào)被安排在輪詢階段處理完 I/O 事件后立即運行。

當您想要在當前事件循環(huán)周期之后執(zhí)行某個操作時，通常會使用 setImmediate 回調(diào)，例如確保系統(tǒng)不忙于處理 I/O 事件后執(zhí)行某些任務。

檢查階段的優(yōu)先級高于定時器階段（處理 setTimeout 和 setInterval）。這意味著 setImmediate 回調(diào)將始終在任何計時器之前執(zhí)行，即使計時器已過期。

setImmediate 保證其回調(diào)將在當前 I/O 周期之后、下一個計時器周期之前運行。當您想要確保在運行其他任務之前先完成 I/O 相關(guān)任務時，這一點非常重要。

console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('Timer 1 executed after 1 second');
}, 1000);

setTimeout(() => {
  console.log('Timer 2 executed after 0.5 seconds');
}, 500);

let count = 0;
const intervalId = setInterval(() => {
  console.log('Interval callback executed');
  count++;

  if (count === 3) {
    clearInterval(intervalId);
    console.log('Interval cleared');
  }
}, 1000);

console.log('End');

輸出：

Start
End
Timer 2 executed after 0.5 seconds
Timer 1 executed after 1 second
Interval callback executed
Interval callback executed
Interval callback executed
Interval cleared

6.結(jié)束階段

關(guān)閉回調(diào)階段通常在應用程序需要在退出或關(guān)閉之前進行清理時執(zhí)行。

此階段處理不再需要系統(tǒng)資源（例如網(wǎng)絡套接字或文件句柄）時需要執(zhí)行的事件和任務。

如果沒有此階段，應用程序可能會留下打開的文件句柄、網(wǎng)絡連接或其他資源，從而可能導致內(nèi)存泄漏、數(shù)據(jù)損壞或其他問題。

const fs = require('fs');

console.log('Start');

fs.readFile('example.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) {
    console.log('Error reading file:', err);
    return;
  }
  console.log('File contents:', data);
});

console.log('Middle');

setTimeout(() => {
  console.log('Simulated network request completed');
}, 0);

console.log('End');

輸出：

Start
Middle
End
Simulated network request completed
File contents: (contents of the example.txt file)

Node JS 的事件循環(huán)中還有一個特殊的階段。

微任務隊列

process.nextTick() 并承諾在事件循環(huán)的特殊階段執(zhí)行回調(diào)。

process.nextTick() 安排回調(diào)在當前操作完成后立即執(zhí)行，但在事件循環(huán)繼續(xù)下一階段之前。

process.nextTick() 不是事件循環(huán)中任何階段的一部分。相反，它有自己的內(nèi)部隊列，該隊列在當前執(zhí)行的同步代碼之后和進入事件循環(huán)中的任何階段之前立即執(zhí)行。

它在當前操作之后但在 I/O、setTimeout 或事件循環(huán)中安排的其他任務之前執(zhí)行。

Promise 的優(yōu)先級低于 process.nextTick()，并且在所有 process.nextTick() 回調(diào)之后處理。

const fs = require('fs');
const https = require('https');

console.log('Start');

fs.readFile('file1.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) {
    console.log('Error reading file1:', err);
    return;
  }
  console.log('File1 content:', data);
});

fs.readFile('file2.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) {
    console.log('Error reading file2:', err);
    return;
  }
  console.log('File2 content:', data);
});

https.get('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1', (response) => {
  let data = '';
  response.on('data', (chunk) => {
    data += chunk;
  });
  response.on('end', () => {
    console.log('HTTP Response:', data);
  });
});

console.log('End');

輸出：

Start
End
File1 content: (contents of file1.txt)
File2 content: (contents of file2.txt)
HTTP Response: (JSON data from the HTTP request)

現(xiàn)在，您對事件循環(huán)的工作原理有了總體了解。

我給你一個問題，你可以在評論中給出答案。

const fs = require('fs');

console.log('Start');

fs.readFile('somefile.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log('File content:', data);
});

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

setTimeout(() => {
  console.log('Timeout callback executed');
}, 0);

console.log('End');

謝謝。

等待您的答復。

以上是Node JS - 事件循環(huán)的詳細內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！