Node.js 调用栈

Node.js 是异步非阻塞I/O的。如何解释 Node.js 即是单线程又是异步且非阻塞I/O的，需要理解 Node.js 的调用栈。
在写代码的过程中，你需要注意要避免写同步的会阻塞线程的代码，例如同步的网络请求或者无限循环。
通常，每个浏览器的一个标签页(browser tab)有一个事件轮询(event loop)，这样可以保持每个线程独立，避免一个网页陷入无限循环或者有很多进程的时候影响整个浏览器。浏览器环境保持多份执行中的事件轮询，Web Workers 同样有一份独立的事件轮询。而开发者只需要关注如何在单线程中写代码，并且避免阻塞线程。
JS线程一旦被阻塞，UI线程就会不响应，例如用户点击页面无反应，滚动页面无反应；
I/O在Node.js中是非阻塞的，例如网络请求、文件系统操作。所以这也是为什么 JavaScript 存在大量的回调函数(callback)和promise与async/await的原因。
调用栈遵循 LIFO 原则，即 Last In, First Out(后进先出)。
事件循环(event loop)连续不断地查看调用栈(call stack)是否有需要执行的函数，在执行此操作时，它会将找到的任何函数调用添加到调用堆栈中，并按顺寻执行每个函数调用。
一个简单的事件循环解释：

const baz = () => console.log('baz');
const foo = () => {
  console.log('foo');
  bar();
  baz();
}
foo();

当执行上述代码，首先被调用的是 foo()；在foo()中，我们再调用bar()，然后我们调用baz()；此时调用栈如下：

call-stack-first-example.png

每次迭代中的事件循环都会查看调用堆栈中是否有内容，并执行它；

execution-order-first-example.png

直至调用栈为空。
上面的例子看起来很平常，JS查找需要执行的函数，并且按顺序执行他们。接下来我们看一下如何在栈清空的时候定义一个函数。
使用setTimeout(() => {}, 0)定义一个函数，但是需要在其他函数都执行结束之后进行执行。

  const bar = () => console.log('bar');
  const baz = () => console.log('baz');

  const foo = () => {
     console.log('foo');
     setTimeout(bar, 0);
     baz();
  }
  foo();

上述代码执行后输出：

foo
baz 
bar

此时调用栈看起来像这样：

call-stack-second-example.png

在程序中的执行顺序如下：

execution-order-second-example.png

当 setTimeout() 被调用的时候，浏览器和 Node.js 开始计时。一旦时间到期(在这个例子中会立即执行，因为我们设置时间为0)，这个回调函数会被放入消息队列(Message Queue)。

消息队列也是用户启动的事件(如单击或键盘事件或获取网络数据)在代码有机会对其做出反应之前排队的地方。也可以是诸如onload之类的DOM事件。
事件循环优先执行调用栈中的任务，如果没有任务可执行，然后去消息队列中查找任务。

ES6任务队列
ECMAScript 2015 引入任务队列的概念，任务队列使用Promises。这是一种尽可能快的执行异步函数的方法，而不是把函数放在消息队列里面等待执行。

类似于游乐园的过山车：消息队列(message queue)将你放在队列的后面，在所有其他人的后面，你将不得不等待轮到你，而任务队列(job queue)是快速通行证，让你在完成前一次后立即乘坐另一次。
示例：

const bar = () => console.log('bar');
const baz = () => console.log('baz');
const foo = () => {
  console.log('foo');
  setTimeout(bar, 0);
  new Promise((resolve, reject) => 
      resolve('should  be right after baz, before bar')
  ).then(resolve => console.log(resolve))
  baz();
}
foo();

在Promises(或者 async/await，async/await 本质也是 Promises 实现的)和setTimeout()以及其他由平台API提供的实现异步的函数之间有很大差异。
上述代码的调用栈看起来像这样：

call-stack-third-example.png

理解process.nextTick()：
当我们将一个回调函数传递给 process.nextTick() ，这意味着我们告诉JS引擎，在当前事件循环(event loop)结束时，并在下个事件循环开始前执行这个回调函数。

当一个事件循环结束，JS引擎会执行所有传递给 nextTick 的回调函数。通过这种方式，我们可以告诉JS引擎异步执行任务，但越快越好。

setImmediate() 与 setTimeout(() => {}, 0) 、process.nextTick() 的区别：

• 传递给 process.nextTick()的回调函数，将在当前 event loop 的操作结束后，在当前迭代中完成。这意味着，process.nextTick()总是在setTimeout 和setImmediate之前执行；
• setTimeout(() => {}, 0)与setImmediate(() =>{})非常相似。它们的执行顺序依赖于多种因素，但是它们都是在下个事件循环(event loop)中执行。