Event Loop 必知必会(六道题)

Event Loop 必知必会(六道题)

一直想写一篇关于 Event Loop 的文章,前不久发现 CNode 上有位同学写了一篇原理分析的文章很详细,这里我就不献丑了。本文就拿出六道题来补充一下,放出一张我认为非常直观的图。

绿色小块是 macrotask(宏任务),macrotask 中间的粉红箭头是 microtask(微任务)。

题目一

setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout')
}, 0)

setImmediate(() => {
  console.log('setImmediate')
})

运行结果:

setImmediate
setTimeout

或者:

setTimeout
setImmediate

为什么结果不确定呢?

解释:setTimeout/setInterval 的第二个参数取值范围是:[1, 2^31 - 1],如果超过这个范围则会初始化为 1,即 setTimeout(fn, 0) === setTimeout(fn, 1)。我们知道 setTimeout 的回调函数在 timer 阶段执行,setImmediate 的回调函数在 check 阶段执行,event loop 的开始会先检查 timer 阶段,但是在开始之前到 timer 阶段会消耗一定时间,所以就会出现两种情况:

  1. timer 前的准备时间超过 1ms,满足 loop->time >= 1,则执行 timer 阶段(setTimeout)的回调函数
  2. timer 前的准备时间小于 1ms,则先执行 check 阶段(setImmediate)的回调函数,下一次 event loop 执行 timer 阶段(setTimeout)的回调函数

再看个例子:

setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout')
}, 0)

setImmediate(() => {
  console.log('setImmediate')
})

const start = Date.now()
while (Date.now() - start < 10);

运行结果一定是:

setTimeout
setImmediate

题目二

const fs = require('fs')

fs.readFile(__filename, () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout')
  }, 0)

  setImmediate(() => {
    console.log('setImmediate')
  })
})

运行结果:

setImmediate
setTimeout

解释:fs.readFile 的回调函数执行完后:

  1. 注册 setTimeout 的回调函数到 timer 阶段
  2. 注册 setImmediate 的回调函数到 check 阶段
  3. event loop 从 pool 阶段出来继续往下一个阶段执行,恰好是 check 阶段,所以 setImmediate 的回调函数先执行
  4. 本次 event loop 结束后,进入下一次 event loop,执行 setTimeout 的回调函数

所以,在 I/O Callbacks 中注册的 setTimeout 和 setImmediate,永远都是 setImmediate 先执行。

题目三

setInterval(() => {
  console.log('setInterval')
}, 100)

process.nextTick(function tick () {
  process.nextTick(tick)
})

运行结果:setInterval 永远不会打印出来。

解释:process.nextTick 会无限循环,将 event loop 阻塞在 microtask 阶段,导致 event loop 上其他 macrotask 阶段的回调函数没有机会执行。

解决方法通常是用 setImmediate 替代 process.nextTick,如下:

setInterval(() => {
  console.log('setInterval')
}, 100)

setImmediate(function immediate () {
  setImmediate(immediate)
})

运行结果:每 100ms 打印一次 setInterval。

解释:process.nextTick 内执行 process.nextTick 仍然将 tick 函数注册到当前 microtask 的尾部,所以导致 microtask 永远执行不完; setImmediate 内执行 setImmediate 会将 immediate 函数注册到下一次 event loop 的 check 阶段,而不是当前正在执行的 check 阶段,所以给了 event loop 上其他 macrotask 执行的机会。

再看个例子:

setImmediate(() => {
  console.log('setImmediate1')
  setImmediate(() => {
    console.log('setImmediate2')
  })
  process.nextTick(() => {
    console.log('nextTick')
  })
})

setImmediate(() => {
  console.log('setImmediate3')
})

运行结果:

setImmediate1
setImmediate3
nextTick
setImmediate2

注意:并不是说 setImmediate 可以完全替代 process.nextTick,process.nextTick 在特定场景下还是无法被替代的,比如我们就想将一些操作放到最近的 microtask 里执行。

题目四

const promise = Promise.resolve()
  .then(() => {
    return promise
  })
promise.catch(console.error)

运行结果:

TypeError: Chaining cycle detected for promise #<Promise>
    at <anonymous>
    at process._tickCallback (internal/process/next_tick.js:188:7)
    at Function.Module.runMain (module.js:667:11)
    at startup (bootstrap_node.js:187:16)
    at bootstrap_node.js:607:3

解释:promise.then 类似于 process.nextTick,都会将回调函数注册到 microtask 阶段。上面代码会导致死循环,类似前面提到的:

process.nextTick(function tick () {
  process.nextTick(tick)
})

再看个例子:

const promise = Promise.resolve()

promise.then(() => {
  console.log('promise')
})

process.nextTick(() => {
  console.log('nextTick')
})

运行结果:

nextTick
promise

解释:promise.then 虽然和 process.nextTick 一样,都将回调函数注册到 microtask,但优先级不一样。process.nextTick 的 microtask queue 总是优先于 promise 的 microtask queue 执行。

题目五

setTimeout(() => {
  console.log(1)
}, 0)

new Promise((resolve, reject) => {
  console.log(2)
  for (let i = 0; i < 10000; i++) {
    i === 9999 && resolve()
  }
  console.log(3)
}).then(() => {
  console.log(4)
})
console.log(5)

运行结果:

2
3
5
4
1

解释:Promise 构造函数是同步执行的,所以先打印 2、3,然后打印 5,接下来 event loop 进入执行 microtask 阶段,执行 promise.then 的回调函数打印出 4,然后执行下一个 macrotask,恰好是 timer 阶段的 setTimeout 的回调函数,打印出 1。

题目六

setImmediate(() => {
  console.log(1)
  setTimeout(() => {
    console.log(2)
  }, 100)
  setImmediate(() => {
    console.log(3)
  })
  process.nextTick(() => {
    console.log(4)
  })
})
process.nextTick(() => {
  console.log(5)
  setTimeout(() => {
    console.log(6)
  }, 100)
  setImmediate(() => {
    console.log(7)
  })
  process.nextTick(() => {
    console.log(8)
  })
})
console.log(9)

运行结果:

9
5
8
1
7
4
3
6
2

process.nextTick、setTimeout 和 setImmediate 的组合,请读者自己推理吧。

参考链接

编辑于 2018-03-02

文章被以下专栏收录

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