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Node.js 事件循环机制

JS灵魂之问(下)

EventLoop的中国名字叫事件循环,这个玩意真的是高深莫测,一般开发都用不到,代码只管写就行,虽然不用懂,但是面试就是要问,这对我这种小菜鸡真是满满的恶意

先说说异步IO

这个在Linux笔记里有,但是异步IO只有 Linux 下存在,在其他系统中没有异步 IO 支持,那window的异步IO是怎么实现的,利用多线程,我们可以让一个进程进行计算操作,另外一些进行 IO 调用,IO 完成后把信号传给计算的线程,进而执行回调,这不就好了吗?没错,异步 IO 就是使用这样的线程池来实现的,只不过在不同的系统下面表现会有所差异,在 Linux 下可以直接使用线程池来完成,在Window系统下则采用 IOCP 这个系统API(其内部还是用线程池完成的)

上面的三个线程池都加粗了,因为他就是关键字,线程池的运行图很常见

V8、事件循环、事件队列都在单线程中运行,最右侧还有工作线程(Worker Thread)负责提供异步的I/O操作,这就是为什么说Node.js拥有非阻塞的,事件驱动的异步IO架构

不仅是异步IO运行在线程池,NodeJS的计时器,http请求,浏览器的计时器,http请求ajax,ui渲染也都是运行在线程池的,也就是说js是单线程运行是错的,他是同步任务单线程运行,在【Linux/IO】笔记里把NodeJS比作餐厅是最简单的理解,他有个问题是菜做好了通知服务生来拿,IO执行完是不会通知服务生来拿的,正在的通知是线程池里的线程做的,也就是说服务生拿了菜单到厨房后,放了一招【影分身之术】,叫了一个线程在门口等着【上图的观察者】,菜做好了影分身喊了一句菜做好了,然后自己就消失了,这是主线程服务生才知道才做好了

原理代码

/**
* 定义事件队列
* 入队:push()
* 出队:shift()
* 空队列:length == 0
*/
var globalEventQueue = [] /**
* 接收用户请求
* 每一个请求都会进入到该函数
* 传递参数request和response
*/
function processHttpRequest(request,response){ // 定义一个事件对象
var event = createEvent({
params:request.params, // 传递请求参数
result:null, // 存放请求结果
callback:function(){} // 指定回调函数
}); // 在队列的尾部添加该事件
globalEventQueue.push(event);
} /**
* 事件循环主体,主线程择机执行
* 循环遍历事件队列
* 处理非IO任务
* 处理IO任务
* 执行回调,返回给上层
*/
function eventLoop(){
// 如果队列不为空,就继续循环
while(this.globalEventQueue.length > 0){ // 从队列的头部拿出一个事件
var event = this.globalEventQueue.shift(); // 如果是耗时任务
if(isIOTask(event)){
// 从线程池里拿出一个线程
var thread = getThreadFromThreadPool();
// 交给线程处理
thread.handleIOTask(event)
}else {
// 非耗时任务处理后,直接返回结果
var result = handleEvent(event);
// 最终通过回调函数返回给V8,再由V8返回给应用程序
event.callback.call(null,result);
}
}
} /**
* 处理IO任务
* 完成后将事件添加到队列尾部
* 释放线程
*/
function handleIOTask(event){
//当前线程
var curThread = this; // 操作数据库
var optDatabase = function(params,callback){
var result = readDataFromDb(params);
callback.call(null,result)
}; // 执行IO任务
optDatabase(event.params,function(result){
// 返回结果存入事件对象中
event.result = result; // IO完成后,将不再是耗时任务
event.isIOTask = false; // 将该事件重新添加到队列的尾部
this.globalEventQueue.push(event); // 释放当前线程
releaseThread(curThread)
})
}

MicroTask

这个词的中国名字叫微任务,这个概念是跟着Promise一起出现的,百度Promise都会提到他解决了回调地狱

// 之前
fs.readFile('1.json', (err, data) => {
fs.readFile('2.json', (err, data) => {
fs.readFile('3.json', (err, data) => {
fs.readFile('4.json', (err, data) => { });
});
});
}); // 现在
readFilePromise('1.json').then(data => {
return readFilePromise('2.json')
}).then(data => {
return readFilePromise('3.json')
}).then(data => {
return readFilePromise('4.json')
});

Promise确实是解决了回调地狱,但这只是改变了写法,在没有Promise的时代,代码也一样运行,那Promise到底带来了什么,微任务带来了什么,带来了宏任务,233333,上面的EventLoop就是宏任务的运行规则,在没有微任务的时候就是这么循环执行的,但是看上面的模拟运行,异步回调被放在了执行栈数组的最后面,倘若现在的任务队列非常长,那么回调迟迟得不到执行,造成应用卡顿,于是他们开辟了微任务队列,也就是第二个数组

  1. 一开始整段脚本作为第一个宏任务执行
  2. 执行过程中同步代码直接执行,宏任务进入宏任务队列,微任务进入微任务队列
  3. 当前宏任务执行完出队,检查微任务队列,如果有则依次执行,直到微任务队列为空
  4. 执行浏览器 UI 线程的渲染工作
  5. 检查是否有Web worker任务,有则执行
  6. 执行队首新的宏任务,回到2,依此循环,直到宏任务和微任务队列都为空

放到微任务队列怎么理解呢

把下面的代码运行一下,再把注释解开运行一下

正常来说第一次是 1 2 3 4 2.1,因为400ms的计数器,等他回到微任务队列,0ms的计数器都执行完了

正常来说第二次是 1 2 3 ... 2.1 4,当0ms的定时器返回,循环还在继续,循环快完的时候,400ms的定时器也返回了,这时4是在2.1之前的,但是还是2.1比4先输出,因为他插队了,在微任务队列了实现了插队

console.log(1)
new Promise(function(x,y){
console.log(2)
setTimeout(()=>{
console.log(2.1)
},400)
}).then(x=>{
console.log(x)
})
console.log(3)
// for(var i=3;i<10000;i++){
// console.log(i)
// }
setTimeout(()=>{
console.log(4)
})

在浏览器是上面这么执行的,而NodeJS还在循环结束加了个nextTick函数,这是必须在微任务执行队列执行完后执行的,也就是第三个数组,Vue也有一个nextTick是在异步的更新dom后执行的,模仿nodejs的执行概念

就这个理解面试应该没问题了吧,广州有没有招人的,年后想换工作,求收留

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