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node.js之---事件循环机制

article 2025/1/7 13:00:10

事件循环机制

Node.js 事件循环机制（Event Loop）是其核心特性之一，它使得 Node.js 能够高效地处理大量并发的 I/O 操作。Node.js 基于 非阻塞 I/O，使用事件驱动的模型来实现异步编程。事件循环是 Node.js 实现异步编程的基础，它帮助 Node.js 在单线程中处理多个并发操作，同时避免了传统多线程模型中的性能开销。

事件循环的基本概念

Node.js 是单线程的，这意味着它的 JavaScript 代码是同步执行的。但是，Node.js 利用事件循环和异步 I/O 操作，使得可以在不阻塞主线程的情况下处理并发请求。事件循环是一个不断轮询的机制，它负责调度和执行异步操作。

事件循环的主要工作是：

监听事件（如文件 I/O、网络请求等）
处理回调函数
维护事件队列

每当有异步操作（如数据库查询、文件读写、HTTP 请求等）完成时，事件循环会将相应的回调函数推送到事件队列中，事件循环则会依次执行这些回调函数。

事件循环的执行流程

Node.js 中的事件循环实际上是通过一系列阶段来执行的，每个阶段执行特定类型的回调。事件循环的阶段如下：

Timers 阶段：
- 在这个阶段，事件循环会检查是否有定时器（如 setTimeout 和 setInterval）到期。如果到期，它会执行相应的回调函数。
I/O Callbacks 阶段：
- 执行几乎所有的回调函数，除了定时器回调和 setImmediate() 回调。这个阶段处理的是系统的异步 I/O 操作，如文件系统操作、网络请求等。
Idle, Prepare 阶段：
- 这是一个准备阶段，主要用于内部操作，开发者通常不会直接操作该阶段。
Poll 阶段：
- 这是事件循环的核心阶段，负责查询事件队列。事件循环会在这个阶段等待事件队列中有待处理的事件。如果队列中有回调函数，它会执行这些回调。如果队列为空，则会继续等待事件。
Check 阶段：
- 执行 setImmediate() 注册的回调函数。setImmediate() 是一种立即执行的机制，在事件循环的 "Check" 阶段执行。注意，setImmediate() 和 setTimeout() 具有不同的执行时机，setTimeout() 是基于时间延迟来调度回调，而 setImmediate() 则在当前事件循环周期中立即执行。
Close Callbacks 阶段：
- 处理某些关闭回调，如 socket.on('close', callback) 或 fs.close() 的回调。

事件循环的生命周期

同步代码执行：
- 当 Node.js 应用启动时，主线程首先执行所有的同步代码。如果代码中存在 I/O 操作，它会被异步化，交由事件循环管理。
事件循环开始：
- 一旦同步代码执行完毕，事件循环开始运转，开始处理事件队列中的任务。
阶段执行：
- 事件循环按顺序执行上述的每个阶段。每个阶段的任务执行完成后，进入下一个阶段，直到所有回调函数都被执行完毕。
空闲和结束：
- 如果事件循环没有更多的任务要处理，它将进入空闲状态，直到下一次有事件到来。

分析以下代码的打印顺序

setTimeout(() => {
  console.log('5----------'); 
}, 10);

setImmediate(() => {
  console.log('3----------'); 
});

console.log('1----------'); 

setTimeout(() => {
  console.log('6----------'); 
}, 10);

setImmediate(() => {
  console.log('4----------');
});

console.log('2----------');

在node环境中的打印顺序