Node.js Event Loop与浏览器 Event Loop(事件环)

要理解Event Loop首先要学习几个概念，下面就经过这些概念来一步步解析Event Loop

一：进程与线程

进程是操做系统分配资源和调度任务的基本单位,线程是创建在进程上的一次程序运行单位，一个进程上能够有多个线程。

1.1 为何JavaScript是单线程？

JavaScript语言的一大特色就是单线程，也就是说，同一个时间只能作一件事。那么，为何JavaScript不能有多个线程呢？这样能提升效率啊。

JavaScript的单线程，与它的用途有关。做为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操做DOM。这决定了它只能是单线程，不然会带来很复杂的同步问题。好比，假定JavaScript同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另外一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪一个线程为准？

因此，为了不复杂性，从一诞生，JavaScript就是单线程，这已经成了这门语言的核心特征，未来也不会改变。

为了利用多核CPU的计算能力，HTML5提出Web Worker标准，容许JavaScript脚本建立多个线程，可是子线程彻底受主线程控制，且不得操做DOM。因此，这个新标准并无改变JavaScript单线程的本质。

这里所谓的单线程指的是主线程是单线程的,因此在Node中主线程依旧是单线程的。

1.2 其余线程

• 浏览器事件触发线程(用来控制事件循环,存放setTimeout、浏览器事件、ajax的回调函数)
• 定时触发器线程(setTimeout定时器所在线程)
• 异步HTTP请求线程(ajax请求线程)

单线程特色是节约了内存,而且不须要在切换执行上下文。并且单线程不须要管锁的问题,这里简单说下锁的概念。例以下课了你们都要去上厕所,厕所就一个,至关于全部人都要访问同一个资源。那么先进去的就要上锁。而对于node来讲。下课了就一我的去厕所,因此免除了锁的问题！

二：队列和栈

2.1 栈内存or堆内存

堆和栈这两个字咱们已经接触多不少次，那么具体是什么存在栈中什么存在堆中呢？就拿JavaScript中的变量来讲：

• 首先JavaScript中的变量分为基本类型和引用类型。
• 基本类型就是保存在栈内存中的简单数据段，而引用类型指的是那些保存在堆内存中的对象。

一、基本类型

基本类型有Undefined、Null、Boolean、Number 和String。这些类型在内存中分别占有固定大小的空间，他们的值保存在栈空间，咱们经过按值来访问的。

二、引用类型

引用类型，值大小不固定，栈内存中存放地址指向堆内存中的对象。是按引用访问的。以下图所示：栈内存中存放的只是该对象的访问地址，在堆内存中为这个值分配空间。因为这种值的大小不固定，所以不能把它们保存到栈内存中。但内存地址大小的固定的，所以能够将内存地址保存在栈内存中。 这样，当查询引用类型的变量时， 先从栈中读取内存地址， 而后再经过地址找到堆中的值。对于这种，咱们把它叫作按引用访问。

2.2 任务队列

单线程就意味着，全部任务须要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。若是前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。

若是排队是由于计算量大，CPU忙不过来，倒也算了，可是不少时候CPU是闲着的，由于IO设备（输入输出设备）很慢（好比Ajax操做从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行。

JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程彻底能够无论IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回告终果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。

因而，全部任务能够分红两种，一种是同步任务（synchronous），另外一种是异步任务（asynchronous）。同步任务指的是，在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务；异步任务指的是，不进入主线程、而进入"任务队列"（task queue）的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务能够执行了，该任务才会进入主线程执行。

具体来讲，异步执行的运行机制以下。（同步执行也是如此，由于它能够被视为没有异步任务的异步执行。）

（1）全部同步任务都在主线程上执行，造成一个执行栈（execution context stack）。
 （2）主线程以外，还存在一个"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。
 （3）一旦"执行栈"中的全部同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，因而结束等待状态，进入执行栈，开始执行。
 （4）主线程不断重复上面的第三步。
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三：浏览器中的Event Loop

主线程从"任务队列"中读取事件，这个过程是循环不断的，因此整个的这种运行机制又称为Event Loop（事件循环）。

为了更好地理解Event Loop，请看下图

上图中，主线程运行的时候，产生堆（heap）和栈（stack），栈中的代码调用各类外部API，它们在"任务队列"中加入各类事件（click，load，done）。只要栈中的代码执行完毕，主线程就会去读取"任务队列"，依次执行那些事件所对应的回调函数。

• 全部同步任务都在主线程上执行，造成一个执行栈
• 主线程以外，还存在一个任务队列。只要异步任务有了运行结果，就在任务队列之中放置一个事件。
• 一旦执行栈中的全部同步任务执行完毕，系统就会读取任务队列,将队列中的事件放到执行栈中依次执行
• 主线程从任务队列中读取事件，这个过程是循环不断的

整个的这种运行机制又称为Event Loop(事件循环)

四：Node.js的Event Loop

Node.js也是单线程的Event Loop，可是它的运行机制不一样于浏览器环境。

请看下面的示意图

根据上图，Node.js的运行机制以下。

• 咱们写的js代码会交给v8引擎进行处理
• 代码中可能会调用nodeApi,node会交给libuv库处理
• libuv库负责Node API的执行。它将不一样的任务分配给不一样的线程，造成一个Event Loop（事件循环），以异步的方式将任务的执行结果返回给V8引擎。
• 经过事件驱动的方式,将结果放到事件队列中,最终交给咱们的应用。

除了setTimeout和setInterval这两个方法，Node.js还提供了另外两个与"任务队列"有关的方法：process.nextTick和setImmediate。

process.nextTick方法能够在当前"执行栈"的尾部----下一次Event Loop（主线程读取"任务队列"）以前----触发回调函数。也就是说，它指定的任务老是发生在全部异步任务以前。setImmediate方法则是在当前"任务队列"的尾部添加事件，也就是说，它指定的任务老是在下一次Event Loop时执行，这与setTimeout(fn, 0)很像

process.nextTick(function A() {
  console.log(1);
  process.nextTick(function B(){console.log(2);});
});

setTimeout(function timeout() {
  console.log('TIMEOUT FIRED');
}, 0)
// 1
// 2
// TIMEOUT FIRED
复制代码

上面代码中，因为process.nextTick方法指定的回调函数，老是在当前"执行栈"的尾部触发，因此不只函数A比setTimeout指定的回调函数timeout先执行，并且函数B也比timeout先执行。这说明，若是有多个process.nextTick语句（无论它们是否嵌套），将所有在当前"执行栈"执行。