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你已經使用 Node.js 一段時間了，構建了一些應用程序，嘗試了不同的模塊，甚至對異步編程感到很舒適。但是有些事情一直在困擾著你——事件循環（Event Loop）。
如果你像我一樣，花費了無數個小時閱讀文檔和觀看視頻，試圖理解事件循環。但即使作為一個經驗豐富的開發者，在完全理解它如何工作方面也可能會遇到困難。這就是為什么我準備了這份視覺指南，幫助您充分理解 Node.js 事件循環。請坐下來，拿杯咖啡，讓我們深入探索 Node.js 事件循環的世界吧。
我們將從 JavaScript 中異步編程的復習開始。雖然 JavaScript 在 Web、移動和桌面應用程序中都有使用，但重要的是要記住，本質上，JavaScript 是一種同步、阻塞、單線程的語言。讓我們通過一個簡短的代碼片段來理解這句話。
// index.jsfunction A() { console.log("A");}function B() { console.log("B");}A()B()// Logs A and then B如果我們有兩個將消息記錄到控制臺的函數，那么代碼會自上而下執行，每次只執行一行。在上述代碼片段中，我們看到 A 在 B 之前被記錄。
JavaScript 由于其同步性質而被阻塞。無論前一個進程需要多長時間，后續進程都不會啟動，直到前者完成為止。在代碼片段中，如果函數 A 必須執行大量代碼塊，則 JavaScript 必須在沒有轉移到函數 B 的情況下完成該操作。即便這塊代碼需要耗時 10 秒甚至 1 分鐘。
你可能已經在瀏覽器中遇到過這種情況。當 Web 應用程序在瀏覽器中運行并且執行一些密集的代碼塊而不返回控制權給瀏覽器時，瀏覽器可能會出現卡死的情況，這就是所謂的阻塞。瀏覽器被阻止繼續處理用戶輸入和執行其他任務，直到 Web 應用程序將處理器控制權歸還給瀏覽器。
線程就是你的 JavaScript 程序可以用來運行任務的進程（process）。每個線程一次只能執行一個任務。與其他支持多線程并且可以同時運行多個任務的語言不同，JavaScript 只有一個稱為主線程的線程執行代碼。
如你所想，這種 JavaScript 模型會帶來問題，因為我們必須等待數據被獲取后才能繼續執行代碼。這個等待可能需要幾秒鐘，在此期間我們無法運行任何其他代碼。如果 JavaScript 在不等待的情況下繼續處理，就會出錯。我們需要在 JavaScript 中實現異步行為。我們進到 Node.js 看一下。
Node.js 運行時是一個環境，你可以在不使用瀏覽器的情況下使用和運行 JavaScript 程序。核心——Node 運行時，由三個主要組件組成。
雖然所有部分都很重要，但異步編程在 Node.js 中的關鍵組件是 libuv。
Libuv[2] 是一個跨平臺的開源庫，用 C 語言編寫。在 Node.js 運行時中，它的作用是提供處理異步操作的支持。我們來看一下它是如何工作的。
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讓我們來概括一下代碼在 Node 運行時中的執行方式。在執行代碼時，位于圖片左側的 V8 引擎負責 JavaScript 代碼的執行。該引擎包含一個內存堆（Memory heap）和一個調用棧（Call stack）。
每當聲明變量或函數時，都會在堆上分配內存。執行代碼時，函數就會被推入調用棧中。當函數返回時，它就從調用棧中彈出了。這是對棧數據結構的簡單實現，最后添加的項是第一個被移除。在圖片右側，是負責處理異步方法的 libuv。
每當我們執行異步方法時，libuv 接管任務的執行。然后使用操作系統本地異步機制運行任務。如果本地機制不可用或不足，則利用其線程池來運行任務，并確保主線程不被阻塞。
首先，讓我們來看一下同步代碼執行。以下代碼由三個控制臺日志語句組成，依次記錄“First”，“Second”和“Third”。我們按照運行時執行順序來查看代碼。
// index.jsconsole.log("First");console.log("Second");console.log("Third");以下是 Node 運行時執行同步代碼的可視化展示。
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執行的主線程始終從全局作用域開始。全局函數（如果我們可以這樣稱呼它）被推入堆棧中。然后，在第 1 行，我們有一個控制臺日志語句。這個函數被推入堆棧中。假設這個發生在 1 毫秒時，“First” 被記錄在控制臺上。然后，這個函數從堆棧中彈出。
執行到第 2 行時。假設到第 2 毫秒了，log 函數再次被推入堆棧中。“Second”被記錄在控制臺上，并彈出該函數。
最后，執行到第 3 行了。第 3 毫秒時，log 函數被推入堆棧，“Third”將記錄在控制臺上，并彈出該函數。此時已經沒有代碼要執行，全局也被彈出。
接下來，讓我們看一下異步代碼執行。有以下代碼片段：包含三個日志語句，但這次第二個日志語句傳遞給了fs.readFile() 作為回調函數。
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執行的主線程始終從全局作用域開始。全局函數被推入堆棧。然后執行到第 1 行，在第 1 毫秒時，“First”被記錄在控制臺中，并彈出該函數。然后執行移動到第 2 行，在第 2毫秒時，readFile 方法被推入堆棧。由于 readFile 是異步操作，因此它會轉移（off-loaded）到 libuv。
JavaScript 從調用堆棧中彈出了 readFile 方法，因為就第 2 行的執行而言，它的工作已經完成了。在后臺，libuv 開始在單獨的線程上讀取文件內容。在第 3 毫秒時，JavaScript 繼續進行到第 5 行，將 log 函數推入堆棧，“Third”被記錄到控制臺中，并將該函數彈出堆棧。
大約在第 4 毫秒左右，假設文件讀取任務已經完成，則相關回調函數現在會在調用棧上執行， 在回調函數內部遇到 log 函數。
log 函數推入到到調用棧，“Second”被記錄到控制臺并彈出 log 函數 。由于回調函數中沒有更多要執行的語句，因此也被彈出 。沒有更多代碼可運行了 ，所以全局函數也從堆棧中刪除 。
控制臺輸出“First”，“Third”，然后是“Second”。
很明顯，libuv 用于處理 Node.js 中的異步操作。對于像處理網絡請求這樣的異步操作，libuv 依賴于操作系統原生機制。對于沒有本地 OS 支持的異步讀取文件的操作，libuv 則依賴其線程池以確保主線程不被阻塞。然而，這也引發了一些問題。
所有這些問題都可以通過理解 libuv 核心部分——事件循環來得到答案。
從技術上講，事件循環只是一個 C 語言程序。但是在 Node.js 中，你可以將其視為一種設計模式，用于協調同步和異步代碼的執行。
事件循環是一個循環，只要你的 Node.js 應用程序在運行，它就一直運行。每個循環中有六個不同的隊列，每個隊列都包含一個或多個需要最終在調用堆棧上執行的回調函數。
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最后，有兩個不同隊列組成微任務隊列（microtask queue）。
需要注意的是計時器、I/O、檢查和關閉隊列都屬于 libuv。然而，兩個微任務隊列并不屬于 libuv。盡管如此，它們仍然是 Node 運行時環境中扮演著重要角色，并且在執行回調順序方面發揮著重要作用。說到這里, 讓我們來理解一下事件循環是如何工作的。
圖中箭頭是一個提示，但可能還不太容易理解。讓我來解釋一下隊列的優先級順序。首先要知道，所有用戶編寫的同步 JavaScript 代碼都比異步代碼優先級更高。這表示只有在調用堆棧為空時，事件循環才會發揮作用。
在事件循環中，執行順序遵循某些規則。需要掌握的規則還是有一些的，我們逐個的了解一下：
此時，如果還有更多的回調需要處理，那么事件循環再運行一次（譯注：事件循環在程序運行期間一直在運行，在當前沒有可供處理的任務情況下，會處于等待狀態，一旦有新任務就會執行），并重復相同的步驟。另一方面，如果所有回調都已執行并且沒有更多代碼要處理（譯注：也就是程序執行結束），則事件循環退出。
這就是 libuv 事件循環在 Node.js 中執行異步代碼的作用。有了這些規則，我們可以重新審視之前提出的問題。
當一個異步任務在 libuv 中完成時，什么時候 Node 會在調用棧上運行相關聯的回調函數？
答案：只有當調用棧為空時才執行回調函數。
Node 是否會等待調用棧為空后再運行回調函數？還是打斷正常執行流來運行回調函數？
答案：運行回調函數時不會打斷正常執行流。
像 setTimeout 和 setInterval 這類延遲執行回調函數的方法又是何時執行回調函數呢？
答案：*setTimeout 和 setInterval 的所有回調函數中第一優先級執行的（不考慮微任務隊列）。*
如果兩個異步任務（例如 setTimeout 和 readFile）同時完成，Node 如何決定那個回調函數先在調用棧中執行？其中一個會比另一個有更高優先權嗎？
答案：在同時完成的情況下，計時器回調會先于 I/O 回調執行。
到此為止我們學了很多，但我希望大家可以把下面這張圖片展現的執行順序銘記于心，因為它完整的表現了 Node.js 在幕后是如何執行異步代碼的。
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事件循環是 Node.js 的基本組成部分，通過確保主線程不被阻塞來實現異步編程。了解事件循環的工作原理可能具有挑戰性，但對于構建高效應用程序至關重要。
這個視覺指南涵蓋了 JavaScript 中異步編程、Node.js 運行時和負責處理異步操作的 libuv 的基礎知識。有了這些知識，你可以建立一個強大的事件循環模型，在編寫利用 Node.js 異步特性的代碼時受益。
[1]A Complete Visual Guide to Understanding the Node.js Event Loop:https://www.builder.io/blog/visual-guide-to-nodejs-event-loop
[2]Libuv:https://libuv.org/
本文鏈接：http://www.www897cc.com/showinfo-26-57911-0.html理解 Node.js 中的事件循環
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