Event loop：宏任务与微任务

[lencx]

事件循环

在计算机领域中事件循环（event loop），又称为消息分发器（message dispatcher）、消息循环（message loop）、消息泵（message pump）或运行循环（run loop），是一种程序构造或设计模式，负责等待并分发程序中的事件或消息。它的工作方式是向内部或者外部的“事件提供方”发出请求（请求通常会被阻塞，直到有新事件产生），待请求被处理后调用所获得的事件对应的回调函数（即“分发事件”）。

事件循环可以与反应器（reactor）结合使用，只要事件提供方采用可以被 poll（指类似 select、epoll 的系统调用，不是指轮询）的文件接口。事件循环几乎总是与消息发起方异步地执行。

当一个事件循环构成程序的中心控制流时（通常是这样），可以称之为主循环或者主事件循环。这些名称是合适的，因为这样的事件循环位于程序控制流的最顶层。

事件循环是实现进程间通信的方法之一。

JS 中的事件循环

事件循环的概念非常简单。有一个无限循环，JavaScript 引擎等待任务，执行它们然后休眠，等待更多任务。

• 宏任务： setTimeout、setInterval、setImmediate、requestAnimationFrame、I/O、UI 渲染
• 微任务： process.nextTick、Promises、queueMicrotask、MutationObserver

Node.js

什么是事件循环 (What is the Event Loop)?

事件循环是 Node.js 处理非阻塞 I/O 操作的机制——尽管 JavaScript 是单线程处理的——当有可能的时候，它们会把操作转移到系统内核中去。
目前大多数内核都是多线程的，它们可在后台处理多种操作。当其中的一个操作完成的时候，内核通知 Node.js 将适合的回调函数添加到轮询队列中等待时机执行。

事件循环机制解析 (Event Loop Explained)

当 Node.js 启动后，它会初始化事件循环，处理已提供的输入脚本（或丢入到 REPL），它可能会调用一些异步的 API、调度定时器，或者调用 process.nextTick()，然后开始处理事件循环。

# 事件循环操作顺序的简化概览

# 1. 每个框为事件循环机制的一个阶段
# 2. 每个阶段都有一个 FIFO 队列来执行回调

   ┌───────────────────────────┐
┌─>│           timers          │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │     pending callbacks     │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
│  │       idle, prepare       │
│  └─────────────┬─────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌─────────────┴─────────────┐      │   incoming:   │
│  │           poll            │<─────┤  connections, │
│  └─────────────┬─────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌─────────────┴─────────────┐      └───────────────┘
│  │           check           │
│  └─────────────┬─────────────┘
│  ┌─────────────┴─────────────┐
└──┤      close callbacks      │
   └───────────────────────────┘

• timers: 定时器 - 本阶段执行已经被 setTimeout() 和 setInterval() 的调度回调函数。
• pending callbacks: 待定回调 - 执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调。
• idle, prepare: 仅系统内部使用。
• poll: 轮询 - 检索新的 I/O 事件;执行与 I/O 相关的回调（几乎所有情况下，除了关闭的回调函数，那些由计时器和 setImmediate() 调度的之外），其余情况 node 将在适当的时候在此阻塞。此阶段有两个重要功能：
  1. 计算应该阻塞和轮询 I/O 的时间。
  2. 然后，处理 轮询 队列里的事件。
• check: 检测 - setImmediate() 回调函数在这里执行。
• close callbacks: 关闭的回调函数 - 一些关闭的回调函数，如：socket.on('close', ...)。

在每次运行的事件循环之间，Node.js 检查它是否在等待任何异步 I/O 或计时器，如果没有的话，则完全关闭。

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参考资料

• wiki Event loop
• Difference between microtask and macrotask within an event loop context
• [MDN] 并发模型与事件循环
• The Node.js Event Loop, Timers, and process.nextTick()
• How JavaScript works: Event loop and the rise of Async programming + 5 ways to better coding with async/await