详解“Node.js环境”中的event loop机制

假设事件循环现在进入了某个阶段，即使在这期间有其它队列中的事件就绪，也会先将当前阶段队列里的全部回调方法执行完毕后，再进入到下个阶段。

下面，我们来针对Node事件循环的每个阶段进行详细说明。

1. timers 阶段
   

   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，事件循环跳转至这个阶段执行对应的回调函数。定时器的回调会在触发后尽可能早地被调用，这表示实际的延时可能会比定时器规定的时间要长。如果事件循环，此时正在执行一个比较耗时的callback，例如处理一个比较耗时的循环，那么定时器的回调只能等到当前回调执行结束了才能被执行，即被阻塞。事实上，timers阶段的执行受到poll阶段的控制，后面会讲到。

2. IO callbacks 阶段

   Nodejs官网文档对这个阶段的解释为：除了timers、setImmediate，以及close操作之外的大多数的回调方法都位于这个阶段执行。但是，一些常见的回调，例如fs.readFile的回调是放在poll阶段来执行的。根据libuv的文档，一些应该在上轮事件循环poll阶段执行的callback，因为某些原因不能执行，就会被延迟到这一轮的事件循环的I/O callbacks阶段执行。换句话说这个阶段执行的callbacks是上轮残留的。

3. poll 阶段

   poll阶段的主要任务是等待新的事件的出现（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。这些事件对应的回调方法可能位于timers阶段（如果定义了定时器），也可能是check阶段（如果设置了setImmediate方法）。

   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（以下简称poll队列）里的事件。

   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，这个过程是同步的。

   （2）如果poll队列为空，会接着进行如下的判断：①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阶段去执行setImmediate方法定义的回调方法。②如果当前代码并没有定义setImmediate方法，那么事件循环可能会进入等待状态，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，就会跳转到timers阶段，然后执行对应的回调。

4. check 阶段

   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。一般情况下，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阶段而进入check阶段。

5. close 阶段

   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，该事件会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。

function recurse(i){
    while(i<9999){
        process.nextTick(recurse(i++))
    }
}

recurse(0);

//运行结果如下：
//RangeError:Maximum call stack size exceeded

process.nextTick(function(){
    console.log('one')
})
process.nextTick(function(){
    console.log('tow')
})
console.log('three');

//运行结果如下：
//three 
//one 
//two

process.nextTick(function(){
    console.log('one');
    //由于死循环的存在，之后的事件被阻塞
    while(true){}
});
process.nextTick(function(){
    console.log('tow') //不会被打印
});
console.log('three');
//运行结果如下：
//three 
//one

setImmediate(function(param){
    console.log("执行"+param);
},"setImmediate");

process.nextTick(function(){
    console.log("执行next Tick");
});
//运行结果如下：
//执行next Tick
//执行setImmediate

function recurse(i,end){
    if(i>end){
        console.log('done!')
    } else {
        console.log(i);
        setImmediate(recurse,i+1,end)
    }
}
recurse(0,999999999999);

setTimeout(function(){
    console.log('timeout');
},0)
setImmediate(function(){
    console.log('immediate');
})

//在node环境中，多次执行上面的代码，就会发现如下两种结果：

（1）先输出timeout，后输出immediate

（2）先输出immediate，后输出timeout

通过上面的分析，我们知道这种情况是正常的。

require('fs').readFile('foo.txt',function(){
    setTimeout(function(){
        console.log('timeout');
    },0)
    setImmediate(function(){
        console.log('immediate');
    })
})

//多次执行上面的代码，始终是先输出immediate，后输出timeout