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# 事件循环

经典面试题，说说下面输入的结果？如果可以把顺序弄清楚node.js的执行顺序就没问题了。

async function async1() {
  console.log('async1 start')
  await async2()
  console.log('async1 end')
}
async function async2() {
  console.log('async2')
}
console.log('script start')
setTimeout(function() {
  console.log('setTimeout0')
}, 0)
setTimeout(function() {
  console.log('setTimeout3')
}, 3)
setImmediate(() => console.log('setImmediate'))
process.nextTick(() => console.log('nextTick'))
async1()
new Promise(function(resolve) {
  console.log('promise1')
  resolve()
  console.log('promise2')
}).then(function() {
  console.log('promise3')
})
console.log('script end')

正确的输出结果

script start
async1 start
async2
promise1
promise2
script end
nextTick
async1 end
promise3
setTimeout0
setImmediate
setTimeout3

# 提出问题

node.js 在实现异步的时候，两个异步任务开启了，是就是谁快就谁先完成这么简单，还是说异步任务最后也会有一个先后执行顺序?对于一个单线程的的异步语言它是怎么实现高并发的呢?

# 详细分析

先确定同步任务的输出

script start
async1 start
async2
promise1
promise2
script end

# 1、本轮循环与次轮循环

  • 1.追加在本轮循环的异步任务
  • 2.追加在次轮循环的异步任务
  • 所谓”循环”，指的是事件循环（event loop）。这是 JavaScript 引擎处理异步任务的方式，后文会详细解释。这里只要理解，本轮循环一定早于次轮循环执行即可。

Node 规定，process.nextTick 和 Promise 的回调函数，追加在本轮循环，即同步任务一旦执行完成，就开始执行它们。而 setTimeout、setInterval、setImmediate 的回调函数，追加在次轮循环。

# 2、process.nextTick()

  • process.nextTick 不要因为有 next 就被好多小伙伴当作次轮循环。
  • Node 执行完所有同步任务，接下来就会执行 process.nextTick 的任务队列。
  • 开发过程中如果想让异步任务尽可能快地执行，可以使用 process.nextTick 来完成。

# 3、微任务（microtack）

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

微任务队列追加在 process.nextTick 队列的后面，也属于本轮循环。例如下面

process.nextTick(() => console.log(3))
Promise.resolve().then(() => console.log(4))

// 输出3， 4

process.nextTick(() => console.log(1))
Promise.resolve().then(() => console.log(2))
process.nextTick(() => console.log(3))
Promise.resolve().then(() => console.log(4))

// 输出 1， 3， 2， 4

# 4、事件循环的阶段

事件循环最阶段最详细的讲解（官网：https://nodejs.org/en/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/#setimmediate-vs-settimeout）

  • 1、timers 阶段 次阶段包括 setTimeout()和 setInterval() IO callbacks 大部分的回调事件，普通的 callback
  • 2、poll 阶段 网络连接，数据获取，读取文件等操作
  • 3、check 阶段 setImmediate()在这里调用回调
  • 4、close 阶段 一些关闭回调，例如 socket.on('close', ...)

事件循环注意点

  • 1）Node 开始执行脚本时，会先进行事件循环的初始化，但是这时事件循环还没有开始，会先 完成下面的事情。

同步任务发出异步请求 规划定时器生效的时间 执行 process.nextTick()等等 最后，上面这些事情都干完了，事件循环就正式开始了。

  • 2）事件循环同样运行在单线程环境下，高并发也是依靠事件循环，每产生一个事件，就会加入到该阶段对应的队列中，此时事件循环将该队列中的事件取出，准备执行之后的 callback。

  • 3）假设事件循环现在进入了某个阶段，即使这期间有其他队列中的事件就绪，也会先将当前队列的全部回调方法执行完毕后，再进入到下一个阶段。

# 5、事件循环中的 setTimeOut 与 setImmediate

由于 setTimeout 在 timers 阶段执行，而 setImmediate 在 check 阶段执行。所以，setTimeout 会早于 setImmediate 完成。

setTimeout(() => console.log(1))
setImmediate(() => console.log(2))

上面代码应该先输出 1，再输出 2，但是实际执行的时候，结果却是不确定，有时还会先输出 2，再输出 1。

这是因为 setTimeout 的第二个参数默认为 0。但是实际上，Node 做不到 0 毫秒，最少也需要 1 毫秒，根据官方文档，第二个参数的取值范围在 1 毫秒到 2147483647 毫秒之间。也就是说，setTimeout(f, 0)等同于 setTimeout(f, 1)。

实际执行的时候，进入事件循环以后，有可能到了 1 毫秒，也可能还没到 1 毫秒，取决于系统当时的状况。如果没到 1 毫秒，那么 timers 阶段就会跳过，进入 check 阶段，先执行 setImmediate 的回调函数。

但是，下面的代码一定是先输出 2，再输出 1。

const fs = require('fs')
fs.readFile('test.js', () => {
  setTimeout(() => console.log(1))
  setImmediate(() => console.log(2))
})

12345上面代码会先进入 I/O callbacks 阶段，然后是 check 阶段，最后才是 timers 阶段。因此，setImmediate 才会早于 setTimeout 执行。

# 6、同步任务中 async 以及 promise 的一些误解

  • 问题 1: 在那道面试题中，在同步任务的过程中，不知道大家有没有疑问，为什么不是执行完 async2 输出后执行 async1 end 输出，而是接着执行 promise1？

解答: 引用阮一峰老师书中一句话：“ async 函数返回一个 Promise 对象，当函数执行的时候，一旦遇到 await 就会先返回，等到触发的异步操作完成，再接着执行函数体内后面的语句。”

简单的说，先去执行后面的同步任务代码，执行完成后，也就是表达式中的 Promise 解析完成后继续执行 async 函数并返回解决结果。（其实还是本轮循环 promise 的问题，最后的 resolve 属于异步，位于本轮循环的末尾。）

  • 问题 2: console.log('promise2')为什么也是在 resolve 之前执行？

解答：注：此内容来源与阮一峰老师的 ES6 书籍，调用 resolve 或者 reject 并不会终结 promise 的参数函数的执行。因为立即 resolved 的 Promise 是本轮循环的末尾执行，同时总是晚于本轮循环的同步任务。

正规的写法调用 resolve 或者 reject 以后，Promise 的使命就完成了，后继操作应该放在 then 方法后面。所以最好在它的前面加上 return 语句，这样就不会出现意外

new Promise((resolve,reject) => {
    return resolve(1);
    //后面的语句不会执行
    console.log(2);
}
  • 问题 3: promise3 和 script end 的执行顺序是否有疑问？

解答：因为立即 resolved 的 Promise 是本轮循环的末尾执行，同时总是晚于本轮循环的同步任务。 Promise 是一个立即执行函数，但是他的成功（或失败：reject）的回调函数 resolve 却是一个异步执行的回调。

当执行到 resolve() 时，这个任务会被放入到回调队列中，等待调用栈有空闲时事件循环再来取走它。本轮循环中最后执行的。

# 参考资料

  • 1、https://juejin.cn/post/6844903638238756878#heading-4
  • 2、https://juejin.cn/post/6844903761949753352
  • 3、事件循环：https://nodejs.org/en/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/#setimmediate-vs-settimeout

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