Node.js 以其非阻塞、非同步特性而聞名，事件循環(huán)是這種行為的核心。它確保主線程保持暢通，允許多個(gè)操作高效運(yùn)行，而無需等待彼此完成。在本文中，我們將探討事件循環(huán)的工作原理，分解其六個(gè)階段，並討論防止阻塞的策略。

了解 Node.js 中的事件循環(huán)

Node.js 中的事件循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)非同步處理，避免主執(zhí)行緒的阻塞。它分六個(gè)階段運(yùn)行：

理解 Node.js 中的事件循環(huán)

事件循環(huán)是一種負(fù)責(zé)處理非同步操作的機(jī)制。每當(dāng) I/O 或計(jì)時(shí)器等操作完成時(shí)，事件循環(huán)就會(huì)決定何時(shí)執(zhí)行該操作的回呼。這種設(shè)計(jì)允許 Node.js 在不阻塞主執(zhí)行緒的情況下處理多個(gè)請(qǐng)求，確保應(yīng)用程式的高效能。

事件循環(huán)的六個(gè)階段

事件循環(huán)以循環(huán)方式運(yùn)行，經(jīng)過六個(gè)不同的階段。每個(gè)階段都有特定的目的，並相應(yīng)地執(zhí)行回調(diào)。

1。定時(shí)器階段

此階段執(zhí)行由 setTimeout 和 setInterval 調(diào)度的回呼。如果指定的時(shí)間延遲已過期，則會(huì)在此處執(zhí)行關(guān)聯(lián)的回呼。

範(fàn)例：

setTimeout(() => {
  console.log('Executed after 1 second.');
}, 1000);
console.log('Timer scheduled.');

輸出：

Timer scheduled.
Executed after 1 second.

即使延遲為 1000 毫秒，setTimeout 也會(huì)在目前事件循環(huán)完成後執(zhí)行。

setInterval 範(fàn)例

let count = 0;
const intervalId = setInterval(() => {
  console.log(`Interval executed: ${++count}`);
  if (count === 3) clearInterval(intervalId);
}, 500);

2。待處理回呼階段

在此階段，事件循環(huán)處理從上一個(gè)週期延遲的 I/O 回呼。這些回調(diào)處理錯(cuò)誤和非阻塞 I/O 操作。

範(fàn)例：

const fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', (err, data) => {
  if (err) console.error(err);
  else console.log(data.toString());
});

輸出:

Read operation scheduled.
File content:<contents of example.txt>

3?？臻f，準(zhǔn)備階段

此階段由 Node.js 在內(nèi)部使用，為系統(tǒng)下一輪輪詢做好準(zhǔn)備。您不會(huì)直接與此階段交互，但我們可以透過關(guān)注內(nèi)部輪詢?cè)O(shè)定。

等任務(wù)來模擬與其相關(guān)的一些行為。

TCP 伺服器設(shè)定範(fàn)例（準(zhǔn)備狀態(tài)）

const net = require('net');
const server = net.createServer((socket) => {
  socket.end('Connection closed.');
});

server.listen(8080, () => {
  console.log('Server listening on port 8080.');
});

準(zhǔn)備階段初始化該伺服器。一旦準(zhǔn)備好，它就會(huì)進(jìn)入輪詢階段，等待傳入的連接。

4。投票階段

在poll階段，事件循環(huán)等待新的I/O事件並執(zhí)行相關(guān)回調(diào)。如果沒有待處理的事件，它將停留在這個(gè)階段，直到新事件發(fā)生或計(jì)時(shí)器準(zhǔn)備好執(zhí)行。

setTimeout(() => {
  console.log('Executed after 1 second.');
}, 1000);
console.log('Timer scheduled.');

這裡，伺服器進(jìn)入輪詢階段等待HTTP請(qǐng)求。當(dāng)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，執(zhí)行其回調(diào)並發(fā)送回應(yīng)。

5。檢查相位

check 階段運(yùn)行使用 setImmediate 安排的回呼。這些回調(diào)在輪詢階段之後執(zhí)行，無論是否有暫停的 I/O 操作。

範(fàn)例：

Timer scheduled.
Executed after 1 second.

輸出：

let count = 0;
const intervalId = setInterval(() => {
  console.log(`Interval executed: ${++count}`);
  if (count === 3) clearInterval(intervalId);
}, 500);

6。關(guān)閉回呼階段

此階段處理清理作業(yè)。例如，與關(guān)閉網(wǎng)路連線相關(guān)的回調(diào)，例如 socket.on('close') 都會(huì)在此執(zhí)行。

const fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', (err, data) => {
  if (err) console.error(err);
  else console.log(data.toString());
});

輸出:

Read operation scheduled.
File content:<contents of example.txt>

當(dāng)客戶端斷開連線時(shí)，close回呼階段會(huì)執(zhí)行socket.on('close')回呼。

阻止事件循環(huán)

雖然事件循環(huán)旨在有效管理非同步操作，但阻塞循環(huán)會(huì)降低效能。如果主執(zhí)行緒陷入繁重的計(jì)算或同步操作，它會(huì)阻止其他回呼的執(zhí)行。這可能會(huì)導(dǎo)致延遲並使您的應(yīng)用程式無回應(yīng)。

當(dāng)您在主執(zhí)行緒上執(zhí)行 CPU 密集型任務(wù)（例如大型運(yùn)算）時(shí)，它會(huì)阻塞事件循環(huán)。以下是如何使用工作線程來防止阻塞。

阻塞事件循環(huán)的範(fàn)例

const net = require('net');
const server = net.createServer((socket) => {
  socket.end('Connection closed.');
});

server.listen(8080, () => {
  console.log('Server listening on port 8080.');
});

輸出：

const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.end('Hello from server!');
});

server.listen(3000, () => {
  console.log('Server running on http://localhost:3000');
});

在此範(fàn)例中，在 5 秒的阻塞期內(nèi)，任何其他操作都無法運(yùn)行，從而導(dǎo)致應(yīng)用程式無回應(yīng)。

解決方案：使用工作執(zhí)行緒

setImmediate(() => {
  console.log('Executed in check phase.');
});

setTimeout(() => {
  console.log('Executed in timers phase.');
}, 0);

console.log('Main code executed.');

輸出:

Main code executed.
Executed in check phase.
Executed in timers phase.

這裡，阻塞計(jì)算在單獨(dú)的執(zhí)行緒中運(yùn)行，使事件循環(huán)可以自由地處理其他任務(wù)。

如何避免阻塞事件循環(huán)

使用工作執(zhí)行緒執(zhí)行 CPU 密集型任務(wù)：

Node.js 提供了 工作執(zhí)行緒 模組來處理諸如 影像處理、加密或複雜計(jì)算等任務(wù)。這允許繁重的操作並行運(yùn)行，從事件循環(huán)中卸載工作。

工作執(zhí)行緒的範(fàn)例：

setTimeout(() => {
  console.log('Executed after 1 second.');
}, 1000);
console.log('Timer scheduled.');

將大任務(wù)分解為小塊：

使用非同步函數(shù)或 setImmediate 將大型任務(wù)劃分為較小的非阻塞操作。

範(fàn)例：

Timer scheduled.
Executed after 1 second.

結(jié)論

事件循環(huán)是Node.js的核心元件，負(fù)責(zé)高效率管理非同步操作。透過了解其六個(gè)階段——計(jì)時(shí)器、掛起的回調(diào)、空閒和準(zhǔn)備、輪詢、檢查、和關(guān)閉回調(diào)——開發(fā)人員可以編寫流暢執(zhí)行的非阻塞代碼。然而，避免因大量計(jì)算而阻塞事件循環(huán)至關(guān)重要。利用工作執(zhí)行緒等工具可確保您的應(yīng)用程式保持快速且反應(yīng)迅速。掌握事件循環(huán)將使您能夠建立可擴(kuò)展且高效能的 Node.js 應(yīng)用程式。

以上是Node.js 中的事件循環(huán)：管理非同步操作的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！