Event Loop in Node or Browser

前端面试中，Event Loop 是个高频，但大部分人都只是背一背，只为了应付面试。

但若只是为了应付面试而大背一通，是浪费了时间、精力和脑力，也许真能搞定一两场面试，但不是上上策。

Event Loop 没那么简单，但也没那么难，多多少少都能说两句。这样的话题，肯定要往基本功上奔，长期学习，反复学习，争取每一次都能有一些更清晰、更深入的理解，化抽象为具象。

大而化之，浏览器中会讲宏任务与微任务，Node 中会讲关键的几个阶段，以及格外核心的 IO poll。

这么一讲，好像两者完全不同，但事实真的如此吗？

要回答这个问题，必须了解更多的来龙去脉，了解更多的 WHAT 和 WHY。

如此溯源而上，会发现两个关键点：

Event Loop 是个编码模式，programming pattern，真正的实现需要针对具体的 IO 场景，并且需要跨不同的操作系统平台。
宏任务与微任务这一说法来源于 HTML5 规范中对于 Event Loop 实现模型的描述。
Node 虽然使用了 v8 引擎，但 Event Loop 的实现并不属于 v8 引擎的核心，而是作为插件
出于具体 IO 场景的不同，Node 自己实现了 libuv 来跨平台实现 Event Loop，里面典型的关键六阶段从 libuv 的实现细节中得来
而关于 Chrome 浏览器中如何实现 Event Loop，似乎并不怎么谈，我猜是因为 Chrome 浏览器中的实现很贴合 HTML5 规范中对于 Event Loop 实现模型的描述
所以，谈到浏览器，大家往往谈 HTML5 中的 Event Loop 规范
而谈到 Node，大家往往以 libuv 的实现作为依据

如此，有了宏任务和微任务，以及六阶段的说法。

站在这样的基础之上，再去分别了解，很容易建立起自己的认识：两者并无本质区别，只是在宏任务和微任务的具体调度策略有一些差异，并且 Node 11 开始，timers 和 check 阶段的调度策略也与浏览器对齐了，剩下服务端特有的阶段保持差异。

有了这样的认识之后，再来看 Node 中的三个关键阶段，并稍微深入一下，便能真的更开朗一些：IO poll 阶段是整个 loop 的入口，并且是核心的调度角色，是一个特殊的阶段。首先，此阶段会根据计算出来超时时间的来同步堵塞，去轮询接收文件和网络等 IO，然后处理这个 poll queue，然后处理 check，再处理 timers，之后又回到 poll 阶段，从而在根本上调度和决定着异步任务的执行顺序。

也因为这样，开始真正理解为什么下面这段代码在 Node 中执行时，打印顺序会带有不确定性：

// timeout_vs_immediate.js
setTimeout(() => {
  console.log('timeout');
}, 0);

setImmediate(() => {
  console.log('immediate');
});

而下面这段代码在 Node 中执行则不会产生打印顺序上的不确定性：

// timeout_vs_immediate.js
const fs = require('fs');

fs.readFile(__filename, () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('timeout');
  }, 0);
  setImmediate(() => {
    console.log('immediate');
  });
});

而这也是 setImmediate 价值和意义所在。

到此处，就该放出这张图，仔细体会，Node 的几个阶段，以及 Node 11 之后的变化以及这段 libuv 中的核心代码：

r = uv__loop_alive(loop);
  if (!r)
    uv__update_time(loop);

while (r != 0 && loop->stop_flag == 0) {
    uv__update_time(loop);
    uv__run_timers(loop);
    ran_pending = uv__run_pending(loop);
    uv__run_idle(loop);
    uv__run_prepare(loop);

    timeout = 0;
    if ((mode == UV_RUN_ONCE && !ran_pending) || mode == UV_RUN_DEFAULT)
      timeout = uv_backend_timeout(loop);

    uv__io_poll(loop, timeout);
    uv__run_check(loop);
    uv__run_closing_handles(loop);

    if (mode == UV_RUN_ONCE) {
      uv__update_time(loop);
      uv__run_timers(loop);
    }

    r = uv__loop_alive(loop);
    if (mode == UV_RUN_ONCE || mode == UV_RUN_NOWAIT)
      break;
}

最后，在终于看到 reddit 上一个讨论之后，对这个总结产生共鸣：

In short: Poll is the place you "enter" the loop. It checks the timers & events & setImmediateQueue, then kicks off executing the appropriate setImmediate -> close -> timers -> pending callbacks -> events callbacks. Repeat!

参考：

xxleyi / learning_list

Event Loop in Node or Browser #258