Node,js 事件循环原理（Event loop）

《新时期的Node.js入门》读书笔记

事件循环就是一个程序启动期间运行的死循环，Node代码虽然运行在单线程中，但仍能支持高并发，就是依靠事件循环实现的。

用户在前台不断产生事件，背后的循环（由浏览器实现）会逐个地处理它们。而JavaScript是单线程的，为了避免一个过于耗时的操作阻塞了其他操作的执行，就需要通过异步加回调的方式解决问题。

Node作为另一种运行时，事件循环由底层的 libuv 实现。

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timers

I/O callbacks

idle prepare

poll

check

incoming: connections, data, etc.

close callbacks

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上面的图例中，将事件循环分成了6个不同的阶段，其中每个阶段都维护着一个回调函数的队列，在不同的阶段，事件循环会处理不同的事件：

• Timers：用来处理 setTimeOut() 和 setInterval() 的回调
• I/O callbacks：大多数的回调方法在这个阶段执行，除了 timers、close 和 setImmediate 事件的回调
• idle, prepare：仅仅在内部使用，我们不管它
• Poll：轮询，不断检查有没有新的 IO 事件，事件循环可能会在这里阻塞
• Check：处理 setImmediate 事件的回调。
• close callbacks：处理一些close相关的事件，例如socket.on(‘close’, …)

假设时间循环进入到了某个阶段，即使这期间有其他队列中的事件就绪，也会先将当前阶段队列里的全部回调方法执行完毕后，再进入到下一个阶段

• 1 timers
  这个阶段主要用来处理定时器相关的回调，当一个定时器超时后，一个事件就会加入到队列中，事件循环会跳转至这个阶段执行相应的回调函数
• 2 IO callbacks
  该阶段主要是用来执行pending callback，例如一个TCP socket执行出现了错误，在一些 *nix系统下可能希望稍后再处理这类的错误，那么这个回调就会放在IO callback阶段来执行。
• 3 poll
  这个阶段的主要任务是等待新事件的出现（该阶段使用epoll来获取新的事件），如果没有，事件循环可能会在此阻塞
  Poll阶段主要有两个步骤如下：
  （1）如果有到期的定时器，那么就执行定时器的回调方法
  （2）处理poll阶段对应的事件队列里面的事件
  当事件循环到达poll阶段时，如果这时没有要处理的定时器的回调方法，则会进行下面的判断：
  （1）如果poll队列不为空，则事件循环会按照顺序遍历执行队列中的回调函数，整个过程是同步的
  （2）如果poll队列为空， 会接着进行如下判断
  • 如果当前代码定义了setImmediate方法，事件循环会离开poll阶段，然后进入check阶段区执行setImmediate方法定义的回调方法
  • 如果当前代码没有定义setImmediate方法，那么事件循环会进入等待状态，并等待新的事件出现，这也是该阶段为什么会被命名为poll（轮询）的原因。此外，还会不断检查是否有相关的定时器超时，如果有则会跳转到timers阶段，然后执行相应的回调。
• 4 check
  setImmediate是一个特殊的定时器方法，它占据了事件循环的一个阶段，整个check阶段就是为setImmediate方法而设置的。
  当事件循环到达poll阶段后，就会检查当前代码是否调用了setImmediate，但如果一个回调函数是被setImmediate方法调用的，事件循环就会跳出poll阶段进入check阶段。
• 5 close
  如果一个socket或者一个句柄被关闭，那么就会产生一个close事件，该事件回被加入到对应的队列中。close阶段执行完毕后，本轮事件循环结束，循环进入到下一轮。
  在Node中，事件队列不止一个，定时器相关的事件和磁盘IO产生的事件需要不同的处理方式，如果把所有的事件都放在一个队列里，势必要增加许多类似switch/case的代码；那样的话倒不如将不同类型的事件归类到不同的事件队列里，然后一层层地遍历下来，如果当中出现了新的事件，就进行相应的处理。