本文涵蓋 面試題的引入 對事件迴圈面試題執行順序的一些疑問 通過面試題對微任務、事件迴圈、定時器等對深入理解 結論總結 面試題 面試題如下,大家可以先試著寫一下輸出結果,然後再看我下麵的詳細講解,看看會不會有什麼出入,如果把整個順序弄清楚 Node.js 的執行順序應該就沒問題了。 async fu ...
本文涵蓋
- 面試題的引入
- 對事件迴圈面試題執行順序的一些疑問
- 通過面試題對微任務、事件迴圈、定時器等對深入理解
- 結論總結
面試題
面試題如下,大家可以先試著寫一下輸出結果,然後再看我下麵的詳細講解,看看會不會有什麼出入,如果把整個順序弄清楚 Node.js 的執行順序應該就沒問題了。
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')
面試題正確的輸出結果
script startasync1 startasync2promise1promise2script endnextTickasync1 endpromise3setTimeout0setImmediatesetTimeout3
提出問題
在理解node.js的非同步的時候有一些不懂的地方,使用node.js的開發者一定都知道它是單線程的,非同步不阻塞且高併發的一門語言,但是node.js在實現非同步的時候,兩個非同步任務開啟了,是就是誰快就誰先完成這麼簡單,還是說非同步任務最後也會有一個先後執行順序?對於一個單線程的的非同步語言它是怎麼實現高併發的呢?
好接下來我們就帶著這兩個問題來真正的理解node.js中的非同步(微任務與事件迴圈)。
Node 的非同步語法比瀏覽器更複雜,因為它可以跟內核對話,不得不搞了一個專門的庫 libuv 做這件事。這個庫負責各種回調函數的執行時間,非同步任務最後基於事件迴圈機制還是要回到主線程,一個個排隊執行。
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詳細講解
1.本輪迴圈與次輪迴圈
非同步任務可以分成兩種。
- 追加在本輪迴圈的非同步任務
- 追加在次輪迴圈的非同步任務
所謂”迴圈”,指的是事件迴圈(event loop)。這是 JavaScript 引擎處理非同步任務的方式,後文會詳細解釋。這裡只要理解,本輪迴圈一定早於次輪迴圈執行即可。
Node 規定,process.nextTick和Promise的回調函數,追加在本輪迴圈,即同步任務一旦執行完成,就開始執行它們。而setTimeout、setInterval、setImmediate的回調函數,追加在次輪迴圈。
2.process.nextTick()
1)process.nextTick不要因為有next就被好多小伙伴當作次輪迴圈。
2)Node 執行完所有同步任務,接下來就會執行 process.nextTick 的任務隊列。
3)開發過程中如果想讓非同步任務儘可能快地執行,可以使用 process.nextTick 來完成。
3.微任務(microtack)
根據語言規格,Promise 對象的回調函數,會進入非同步任務裡面的”微任務”(microtask)隊列。
微任務隊列追加在 process.nextTick 隊列的後面,也屬於本輪迴圈。
根據語言規格,Promise 對象的回調函數,會進入非同步任務裡面的”微任務”(microtask)隊列。
微任務隊列追加在process.nextTick隊列的後面,也屬於本輪迴圈。所以,下麵的代碼總是先輸出3,再輸出4。
process.nextTick(() => console.log(3));Promise.resolve().then(() => console.log(4));
// 輸出結果3,4
process.nextTick(() => console.log(1));Promise.resolve().then(() => console.log(2));process.nextTick(() => console.log(3));Promise.resolve().then(() => console.log(4));
// 輸出結果 1,3,2,4
註意,只有前一個隊列全部清空以後,才會執行下一個隊列。兩個隊列的概念 nextTickQueue 和微隊列 microTaskQueue,也就是說開啟非同步任務也分為幾種,像 Promise 對象這種,開啟之後直接進入微隊列中,微隊列內的就是那個任務快就那個先執行完,但是針對於隊列與隊列之間不同的任務,還是會有先後順序,這個先後順序是由隊列決定的。
4.事件迴圈的階段(idle, prepare忽略了這個階段)
事件迴圈最階段最詳細的講解(官網:https://nodejs.org/en/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/#setimmediate-vs-settimeout)
- timers階段次階段包括setTimeout()和setInterval()
- IO callbacks大部分的回調事件,普通的caollback
- poll階段網路連接,數據獲取,讀取文件等操作
- check階段setImmediate()在這裡調用回調
- close階段 一些關閉回調,例如socket.on('close', ...)
- 事件迴圈註意點
1)Node 開始執行腳本時,會先進行事件迴圈的初始化,但是這時事件迴圈還沒有開始,會先 完成下麵的事情。
同步任務 發出非同步請求 規劃定時器生效的時間 執行process.nextTick()等等
最後,上面這些事情都幹完了,事件迴圈就正式開始了。
2)事件迴圈同樣運行在單線程環境下,高併發也是依靠事件迴圈,每產生一個事件,就會加入到該階段對應的隊列中,此時事件迴圈將該隊列中的事件取出,準備執行之後的 Callback。
3)假設事件迴圈現在進入了某個階段,即使這期間有其他隊列中的事件就緒,也會先將當前隊列的全部回調方法執行完畢後,再進入到下一個階段。
5.事件迴圈中的setTimeOut與setImmediate
由於 setTimeout 在 timers 階段執行,而 setImmediate 在 check 階段執行。所以,setTimeout 會早於 setImmediate 完成。
setTimeout(() => console.log(1));setImmediate(() => console.log(2));
上面代碼應該先輸出1,再輸出2,但是實際執行的時候,結果卻是不確定,有時還會先輸出2,再輸出1。
這是因為 setTimeout 的第二個參數預設為0。但是實際上,Node 做不到0毫秒,最少也需要1毫秒,根據官方文檔,第二個參數的取值範圍在1毫秒到2147483647毫秒之間。也就是說,setTimeout(f, 0)等同於setTimeout(f, 1)。
實際執行的時候,進入事件迴圈以後,有可能到了1毫秒,也可能還沒到1毫秒,取決於系統當時的狀況。如果沒到1毫秒,那麼 timers 階段就會跳過,進入 check 階段,先執行 setImmediate 的回調函數。
但是,下麵的代碼一定是先輸出2,再輸出1。
const fs = require('fs');fs.readFile('test.js', () => { setTimeout(() => console.log(1)); setImmediate(() => console.log(2));});
上面代碼會先進入 I/O callbacks 階段,然後是 check 階段,最後才是 timers 階段。因此,setImmediate才會早於setTimeout執行。
6.同步任務中async以及promise的一些誤解
- 問題1:
在面試題中,在同步任務的過程中,不知道大家有沒有疑問,為什麼不是執行完async2輸出後執行async1 end輸出,而是接著執行 promise1?
引用書中一句話:“ async 函數返回一個 Promise 對象,當函數執行的時候,一旦遇到 await 就會先返回,等到觸發的非同步操作完成,再接著執行函數體內後面的語句。”
簡單的說,先去執行後面的同步任務代碼,執行完成後,也就是表達式中的 Promise 解析完成後繼續執行 async 函數並返回解決結果。(其實還是本輪迴圈promise的問題,最後的resolve屬於非同步,位於本輪迴圈的末尾。)
- 問題2:
console.log('promise2')為什麼也是在resolve之前執行?
解答:註:此內容來源與阮一峰老師的ES6書籍,調用resolve或者reject並不會終結promise的參數函數的執行。因為立即resolved的Promise是本輪迴圈的末尾執行,同時總是晚於本輪迴圈的同步任務。正規的寫法調用resolve或者reject以後,Promise的使命就完成了,後繼操作應該放在then方法後面。所以最好在它的前面加上return語句,這樣就不會出現意外
new Promise((resolve,reject) => { return resolve(1); //後面的語句不會執行 console.log(2);}
- 問題3:
promise3和script end的執行順序是否有疑問?
解答:因為立即resolved的Promise是本輪迴圈的末尾執行,同時總是晚於本輪迴圈的同步任務。Promise 是一個立即執行函數,但是他的成功(或失敗:reject)的回調函數 resolve 卻是一個非同步執行的回調。當執行到 resolve() 時,這個任務會被放入到回調隊列中,等待調用棧有空閑時事件迴圈再來取走它。本輪迴圈中最後執行的。
整體結論
順序的整體總結就是: 同步任務-> 本輪迴圈->次輪迴圈