Node 事件循环

当 Node.js 启动后，它会初始化事件循环，处理已提供的输入脚本，它可能会调用一些异步的 API、调度定时器，或者调用 process.nextTick()，然后开始处理事件循环。

事件循环分为六个阶段，每个阶段都有一个 FIFO 队列来执行回调。

通常情况下，当事件循环进入给定的阶段时，将执行该阶段队列中的回调，直到队列用尽或最大回调数已执行。当该队列已用尽或达到回调限制，事件循环将移动到下一阶段。

阶段概述

timers：本阶段执行已经被 setTimeout() 和 setInterval() 的调度回调函数。
pending：系统级回调
idle, prepare：仅系统内部使用
poll：执行与 I/O 相关的回调（除了关闭的回调函数，那些由计时器和 setImmediate() 调度的之外的几乎所有回调）
check：setImmediate() 回调函数在这里执行。
close：一些关闭的回调函数，如：socket.on('close', ...)。

在每次运行的事件循环之间，Node.js 检查它是否在等待任何异步 I/O 或计时器，如果没有的话，则完全关闭。

阶段详情

timers

在 Node 中，计时器分为 Immediate 和 Timeout 两类，这两种计时器都是一个 Node 对象。Timeout 类计时器的回调在该阶段执行。

一旦计时器过期，在下一轮事件循环的 timers 阶段就会调用回调。

Node 中 setInterval 和 setTimeout 都可创建该类计时器，在创建该计时器时， delay 参数是可选的，如果没有提供值或指定的值为 0，那么该参数值默认情况下为 1 毫秒。

和浏览器类似，计时器也是不够准确的，因为不是计时器一过期就会执行，只有到达该阶段才会执行。

pending

一些系统级回调将会在此阶段执行。例如，TCP 套接字在尝试连接时接收到 ECONNREFUSED，则某些 *nix 的系统希望等待报告错误。

poll

I/O 回调在此阶段执行，例如 fs.readFile、http.createServer，而且该阶段是 Node 事件循环中最常呆的阶段。

轮询阶段所做的事：

如果该阶段队列不为空，则循环访问回调队列并同步执行它们，直到队列已用尽或者达到了与系统相关的硬性限制
如果该阶段的队列为空且其他阶段队列不为空，则该阶段结束
如果该阶段的队列为空且其他阶段队列也为空阻塞

const fs = require("fs");

const start = Date.now();

function sleep(n) {
  const start = Date.now();
  while (Date.now() - start < n);
}

setTimeout(() => {
  console.log("timeout", Date.now() - start);
}, 100);

fs.readFile("./index.html", () => {
  console.log("readFile", Date.now() - start);
  sleep(200);
});

// readFile 3
// timeout 208

check

只有 setImmediate() 回调会在该阶段中执行。这使能够在 poll 阶段变得空闲时立即执行一些代码。

setImmediate 和 setTimeout 的区别：

两者所属队列不同
setImmediate 会立即将回调加入 checks 队列，而 setTimeout 会开启计时器线程，等待计时器过期

setImmediate 比 setTimeout 效率高

function test(fn, name) {
  let i = 0;
  console.time(name);
  const run = () => {
    i++;
    if (i < 1000) {
      fn(run);
    } else {
      console.timeEnd(name);
    }
  };
  run();
}

test(setTimeout, "setTimeout");
test(setImmediate, "setImmediate");
// setImmediate: 6.696ms
// setTimeout: 1.698s

计时器受进程性能的约束，二者的回调运行顺序非确定，取决于系统当时的状况

setTimeout(() => {
  console.log("timeout");
}, 0);

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

nextTick

process.nextTick() 是异步 API 的一部分，但从技术上讲不是事件循环的一部分。

每次执行一个事件循环中每个阶段的每一个回调之前，必须要清空 nextTick 队列和 microtask 队列。

根据语言规范，Promise 对象的回调函数，会进入异步任务里面的 microtask 队列。

但是在 Node 中微任务队列追加在 process.nextTick 队列的后面，而且只有一个队列清空完毕才会清空另一个。

process.nextTick(() => {
  console.log(1);
  process.nextTick(() => {
    console.log(2);
  });
});
Promise.resolve().then(() => console.log(3));
process.nextTick(() => console.log(4));
Promise.resolve().then(() => console.log(5));
// 1
// 4
// 2
// 3
// 5