1.说明nodejs是单线程执行的，是事件驱动的非阻塞IO编程模型。这使我们可以继续执行代码，而无需等待异步操作的结果返回。当触发异步事件时，通知主线程，主线程执行相应事件的回调。本文讲解JavaScript代码在node.js中的执行过程。以下是测试代码。如果你知道输出结果，那么你就不需要再看这篇文章了。如果你不知道输出结果，那么这篇文章可以帮助你理解：console.log(1)setTimeout(function(){newPromise(function(resolve){console.log(2)resolve()})。then(()=>{console.log(3)})})setTimeout(function(){console.log(4)})复杂：setTimeout(()=>{console.log('1')newPromise((resolve)=>{console.log('2');resolve();}).then(()=>{console.log('3')})newPromise((resolve)=>{console.log('4');resolve()}).then(()=>{console.log('5')})setTimeout(()=>{console.log('6')setTimeout(()=>{console.log('7')newPromise((resolve)=>{console.log('8');resolve()}).then(()=>{console.log('9')})newPromise((resolve)=>{console.log('10');resolve()}).then(()=>{console.log('11')})})setTimeout(()=>{console.log('12')},0)})setTimeout(()=>{console.log('13')},0)})setTimeout(()=>{console.log('14')},0)newPromise((resolve)=>{console.log('15');resolve()}).then(()=>{console.log('16')})newPromise((resolve)=>{console.log('17');resolve()}).then(()=>{console.log('18')})2.的启动过程nodejsnode.js的启动过程可以分为以下几个步骤：调用platformInit方法，初始化nodejs运行环境，调用performance_node_start方法，对nodejs进行性能统计。openssl设置的判断。调用v8_platform.Initialize初始化libuv线程池。调用V8::Initialize初始化V8环境。创建一个nodejs运行实例。启动在上一步中创建的实例。开始执行js文件，执行完同步代码后进入事件循环。当没有事件可监听时，nodejs实例被销毁，程序执行完毕。三、nodejs的事件循环详解Nodejs将消息循环细分为6个阶段（官方称为Phase），每个阶段都会有一个类似队列的结构，里面存放着这个阶段需要处理的回调函数。Nodejs为了防止某个阶段任务过多，导致后续阶段饿死，所以在消息循环（iterate）的每次迭代中，每个阶段都有最大执行回调次数。若超过数量，则强制结束当前阶段，进入下一阶段。此规则适用于消息循环中的每个阶段。3.1Timer阶段这是消息循环的第一阶段，使用for循环处理所有的setTimeout和setInterval回调。这些回调存储在最小堆（minheap）中。这样引擎每次只需要判断head元素，满足条件就执行。它不会结束定时器阶段。Timer阶段判断某个回调是否合格，直到遇到不满足条件或者队列为空条件的方法也很简单。消息循环每次进入Timer时都会保存当时的系统时间，然后只要检查上面最小堆中回调函数设置的启动时间是否超过进入Timer时保存的时间即可。如果超过了，就拿出来执行。3.2PendingI/OCallback阶段执行除close回调、setTimeout()、setInterval()、setImmediate()回调之外的几乎所有回调，如TCP连接错误、fs.read、socket等IO操作回调函数还包括各种error回调。3.3Idle，准备系统内部的一些调用。3.4Poll阶段，重要阶段这是整个消息周期中最重要的阶段。它的作用是等待异步请求和数据，因为它支持整个消息循环机制。poll阶段主要有两个功能：一是执行下限时间到达定时器的回调，一是处理poll队列中的事件。注意：Node的很多API都是基于事件订阅的，比如fs.readFile，这些回调应该在poll阶段完成。当事件循环进入轮询阶段：当轮询队列不为空时，事件循环首先要遍历队列并同步执行回调，直到队列被清空或者回调执行次数达到系统上限。当轮询队列为空时，有两种情况。如果代码已经通过setImmediate()设置了回调，那么事件循环直接结束poll阶段，进入check阶段执行check队列中的回调。如果代码没有设置setImmediate()设置回调：如果设置了定时器，那么事件循环会在此时检查定时器，如果一个或多个定时器的下限时间已经到达，那么事件循环会回绕定时器阶段，并执行定时器的有效回调队列。如果不设置定时器，则事件循环阻塞在轮询阶段，等待此时事件回调加入轮询队列。在Poll阶段，当js层代码注册的事件回调都没有返回时，事件循环会暂时阻塞在poll阶段。解除阻塞的条件：执行poll阶段时，会传入一个timeout超时，超时时间为poll阶段的最大阻塞时间。当超时时间未到，如果有事件返回，则执行该事件注册的回调函数。当超时时间到时，退出轮询阶段并执行下一阶段。什么是适当的超时设置？答案是TimerPhase中最近一次要执行的回调开始时间到现在的差值，假设差值是delta。因为在PollPhase之后没有等待执行的回调。所以这里的最大等待时间是delta，如果在此期间有事件唤醒了消息循环，则继续下一个Phase的工作；如果期间没有任何反应，那么超时后，消息循环仍会进入后续的Phase，这样下一次迭代的TimerPhase也能得到Execution。Nodejs通过PollPhase驱动整个消息循环，等待IO事件和内核异步事件的到来。3.5Check阶段该阶段只处理setImmediate的回调函数。那么为什么会有一个特殊的阶段来处理setImmediate呢？？简单的说就是因为在Poll阶段可能设置了一些回调，希望在Poll阶段之后运行。因此，在Poll阶段之后增加了Check阶段。3.6CloseCallbacks阶段专门处理一些close类型的回调。例如，socket.on('close',...)。用于资源清洗。四、Nodejs执行JS代码流程和事件循环流程1、节点初始化初始化节点环境，执行输入代码执行流程。nextTick回调执行微任务（microtasks）2、进入事件循环2.1、进入Timer阶段，检查是否有Timer队列中的expiredTimer回调，如果有则按照TimerId从小到大的顺序执行所有过期的Timer回调，检查是否有process.nextTick任务，如果有则执行all检查是否有microtasks（promise），如果有，全部执行退出本阶段2.2，进入PendingI/OCallback阶段，检查是否有PendingI/OCallback回调，如果有则执行回调。如果没有退出这个阶段，检查是否有process.nextTick任务。如果是，执行all检查是否有微任务（promise）。如果是，执行all退出该阶段。跳过2.4，进入Poll阶段，首先检查是否有未完成的回调，如果有，有如下两种情况：等）检查是否有process.nextTick任务，有则executeall检查是否有microtasks（promise），有则executeall退出本阶段第二种情况：无可执行回调检查是否有immediatecallback，如果是，退出Poll阶段。如果没有，则在此阶段阻塞并等待新的事件通知。如果没有pendingcallback，则退出Poll阶段2.5，进入check阶段。如果有立即回调，则执行所有立即回调，检查是否有process.nextTick任务。如果有，则Executeall检查是否有microtask（promise），如果有则executeall退出本阶段2.6，进入收尾阶段如果有立即回调，则执行所有立即回调，检查是否有进程。nextTicktask，如果有，则执行all，检查是否有Microtasks（promise），如果有，则全部执行，退出本阶段3.检查是否有activehandles（timer，IO等事件句柄），如果有，继续下一轮事件循环如果没有，则结束事件循环并退出程序注意：在事件循环的每个子阶段退出之前，将依次执行以下过程：检查是否有process.nextTick回调，以及如果是，则全部执行。检查是否有任何微任务（承诺），如果有，则全部执行。4.1关于Promise和process.nextTick事件循环队列首先保证所有process.nextTick回调，然后append所有Promise回调，最后在每个阶段结束时取出执行。另外，process.nextTick和Promise回调的次数是有限制的，也就是说，如果一直往这个队列中添加回调，整个事件循环就会卡住。4.2setTimeout(…,0)和setImmediate哪个回调方法更快？比如下面这个例子：setImmediate(()=>console.log(2))setTimeout(()=>console.log(1))使用nodejs多次执行后，发现有时输出是12,有时21。对于多次执行的不同输出结果，有必要了解事件循环的基本问题。首先，Nodejs启动，初始化环境后加载我们的JS代码（index.js）。发生了两件事（消息循环还没有进入）：setImmediate添加回调到Check阶段console.log(2)；setTimeout将回调console.log(1)添加到Timer阶段。此时初始化阶段完成，进入Nodejs消息循环。为什么有两个输出？下一步很关键：当执行到Timer阶段时，会有两种可能。因为每一轮迭代刚好进入Timer阶段，都会占用系统时间并保存，以ms（毫秒）为最小单位。如果Timer阶段的回调预置时间>消息循环中保存的时间，则在Timer阶段执行回调。在这种情况下，先输出1，然后输出2，直到执行完Check阶段。一般情况下，结果是12。如果操作快一些，Timer阶段回调的预置时间可能刚好等于消息循环中节省的时间。这种情况下Timer阶段的回调无法执行，继续下一阶段。直到Check阶段，输出2。然后等待Timer阶段的下一次迭代。此时的时间必须满足Timer阶段回调预设的时间>消息循环保存的时间，所以执行console.log(1)。输出1。一般情况下，结果是21。因此，输出不稳定的原因取决于进入Timer阶段的时间和执行setTimeout的时间是否在1ms以内。如果代码改成下面这样，肯定会稳定输出：require('fs').readFile('my-file-path.txt',()=>{setImmediate(()=>console.log(2))setTimeout(()=>console.log(1))});这是因为消息循环在PnedingI/OPhase中将回调插入到Timer和Check队列中。这时根据消息循环的执行顺序，Check必须在Timer之前执行。从性能上看，setTimeout是在TimerPhase中处理的，minheap保存了timer的回调，所以每次回调的执行都会涉及到heap的调整。SetImmediate只是清除队列。效率自然会高很多。在执行时机上，setTimeout(...,0)和setImmediate属于两个阶段。5.一个实际的例子演示下面的代码来说明nodejs运行JavaScript的机制。下面一段代码：setTimeout(()=>{//settimeout1console.log('1')newPromise((resolve)=>{console.log('2');resolve();})//Promise3.then(()=>{console.log('3')})newPromise((resolve)=>{console.log('4');resolve()})//Promise4.then(()=>{console.log('5')})setTimeout(()=>{//settimeout3console.log('6')setTimeout(()=>{//settimeout5console.log('7')newPromise((resolve)=>{console.log('8');resolve()})//Promise5.then(()=>{console.log('9')})newPromise((resolve)=>{console.log('10');resolve()})//Promise6.then(()=>{console.log('11')})})setTimeout(()=>{console.log('12')},0)//settimeout6})setTimeout(()=>{console.log('13')},0)//settimeout4})setTimeout(()=>{console.log('14')},0)//settimeout2newPromise((resolve)=>{console.log('15');resolve()})//承诺1。then(()=>{console.log('16')})newPromise((resolve)=>{console.log('17');resolve()})//Promise2.then(()=>{console.log('18')})以上代码执行过程：node初始化执行JavaScript代码遇到setTimeout，将回调函数放入Timer队列中，记录为settimeout1，遇到setTimeout,将回调函数放入Timer队列中,记录为settimeout2遇到Promise,执行,输出15,将回调函数放入microtask队列,记录为Promise1遇到Promise,执行,输出17,将回调函数放入microtask队列，记录为Promise2代码执行结束，该阶段输出结果：1517没有process.nextTick回调，跳过执行microtask查看microtask队列中是否有可执行的回调，此时有队列中有2个回调：Promise1和Promise2执行Promise1回调，输出16执行Promise2回调，输出18本阶段输出结果：1618进入第一个事件循环，进入Timer阶段，查看Timer队列是否有可执行回调。此时队列有2个回调：settimeout1，settimeout2执行settimeout1回调：output1,2,4新增2个microtask，记录为Promise3和Promise4，新增2个Timer任务，记录为settimeout3，settimeout4执行settimeout2回调，输出14Timer队列任务执行完成没有process.nextTick回调，跳过检查microtask队列是否可执行的回调，此时队列中有2个回调：Promise3,Promise4依次执行2个microtasks，输出3,5输出结果在此阶段：1241435PendingI/OCallback阶段没有任务，跳过进入Poll阶段检查是否有未完成的回调，此时有2个回调：settimeout3、settimeout4执行settimeout3回调输出6添加2个Timer任务，记录为settimeout5，settimeout6执行settimeout4回调，输出13没有process.nextTick回调，skipsnomicrotasks，跳过本阶段输出结果：613check，closingstage没有tasks，跳过检查是否有activehandle（timer，IOandotherevents)handle),yes，继续下一轮事件循环，进入第二次事件循环进入Timer阶段，检查Timer队列中是否有可执行的回调。此时队列有2个回调：settimeout5、settimeout6executesettimeout5callback:output7,8,10添加了2个microtasks，记录为Promise5,Promise6执行settimeout6回调，output12没有process.nextTick回调，跳过检查是否有是microtask队列中的可执行回调，此时队列有2个回调：Promise5、Promise6依次执行2个microtask，输出9、11本阶段输出结果：781012911PendingI/OCallback、Poll,检查,closing阶段没有任务,跳过检查是否有活动句柄(timer,IO等事件句柄),没有了,结束事件循环,退出程序,程序执行结束,输出结果:151716181241435613781012911参考资料深入剖析Node.js事件循环和消息队列浅析nodejs的事件循环NodeNode.js事件循环和异步APIEventLoopnodejs官方网站
