为什么用node.js,node和浏览器的区别

　　本文将带您探索为什么浏览器和Node.js会这样设计EventLoop。希望对你有帮助！

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　　事件循环(Event Loop)是JavaScript的基本概念，在面试中是必不可少的，也是经常谈到的。但是你有没有想过为什么会有事件循环，为什么会这样设计？

　　今天就来探讨一下原因。

浏览器的 Event Loop

　　 JavaScript用于实现网页的交互逻辑，涉及dom操作。如果多个线程同时运行，需要同步互斥，就设计成单线程来简化。但是，如果它是单线程的，它将被时序逻辑和网络请求阻塞。我该怎么办？

　　您可以添加一层调度逻辑。将JS代码一个一个封装成任务，放在一个任务队列中，这样主线程就可以不断的取任务和执行任务。

　　每次执行fetch任务时，都会创建一个新的调用堆栈。

　　其中，定时器和网络请求实际上是由其他线程执行的。执行结束后，将一个任务放入任务队列，告诉主线程可以继续执行。

　　因为这些异步任务是由其他线程执行，然后通过任务队列通知给下一个主线程，这是一种事件机制，所以这个循环叫做事件循环。

　　由这些其他线程执行的异步任务包括计时器(setTimeout、setInterval)、UI呈现和网络请求(XHR或获取)。

　　但是，当前事件循环有一个严重的问题。没有优先级的概念，只是按顺序执行。如果有高优先级的任务，就不会及时执行。所以，我们要设计一个插队的机制。

　　那么有一个高优先级的任务队列就很好了。每次执行一个普通任务，先执行所有高优先级任务，然后再执行普通任务。

　　有了插队机制，就能及时执行高质量的任务。

　　这是现在浏览器的事件循环。

　　普通任务称为宏任务，高级任务称为微任务。

　　宏任务包括：setTimeout、setInterval、requestAnimationFrame、Ajax、fetch、script 标签的代码。

　　微任务包括：Promise.then、MutationObserver、Object.observe。

　　如何理解宏观和微观任务的划分？

　　定时器，网络请求，是常见的异步逻辑，在其他线程运行后通知主线程，是宏任务。

　　而这三种高质量的任务也很好理解。MutationObserver和Object.observe都监视一个对象的变化。变化是一个非常瞬间的事情，所以你必须立刻做出反应，否则可能会再次发生变化。Promise组织异步过程，在异步结束时调用then也是非常高质量的。

　　这是浏览器中事件循环的设计：设计 Loop 机制和 Task 队列是为了支持异步，解决逻辑执行阻塞主线程的问题，设计 MicroTask 队列的插队机制是为了解决高优任务尽早执行的问题。

　　不过后来JS的执行环境不仅仅是浏览器，还有Node.js，也要解决这些问题，但是它设计的事件循环更加细致。

Node.js 的 Event loop

　　节点是一个新的JS运行时环境。它还必须支持异步逻辑，包括定时器、IO和网络请求。显然，它也可以用事件循环集来运行。

　　然而，浏览器的事件循环集是为浏览器设计的，对于高性能服务器来说，这种设计还是有点粗糙。

　　哪里粗糙？

　　浏览器的事件循环只有两个优先级，一个是宏任务，一个是微任务。然而，在宏观任务和微观任务之间没有优先顺序。

　　Node.js任务的宏任务也有优先级。比如Timer的逻辑比IO高，因为涉及到时间，越早越准确；但是关闭资源的处理逻辑优先级很低，因为不关闭最多占用更多的内存等资源，影响不大。

　　因此，我们将宏任务队列分为五个优先级：定时器、挂起、轮询、检查、关闭。

　　解释这五个宏观任务：

　　Timers Callback:说到时间，越早执行越准确，所以很容易理解这个优先级是最高的。

　　Pending Callback:处理网络、IO等异常时回调。有些*niux系统会等待错误报告，所以必须处理。

　　Poll Callback:处理IO数据，网络连接，这是服务器主要处理的事情。

　　Check Callback:执行setImmediate的回调。其特点是，您可以在执行IO后立即调用它。

　　Close Callback:关闭资源的回调，后期执行的影响小于，优先级最低。

　　Node.js的事件循环是这样运行的：

　　还有一个区别需要特别注意：

　　Node.js 的 Event Loop 并不是浏览器那种一次执行一个宏任务，然后执行所有的微任务，而是执行完一定数量的 Timers 宏任务，再去执行所有微任务，然后再执行一定数量的 Pending 的宏任务，然后再去执行所有微任务，剩余的 Poll、Check、Close 的宏任务也是这样。(修改：节点11之前是这样，节点11之后，改为每个宏任务执行所有微任务)

　　这是为什么呢？

　　实际上，就优先级而言，这很容易理解：

　　假设浏览器中宏任务的优先级为1，那么它们是按顺序执行的，即一个宏任务，所有微任务，另一个宏任务，然后所有微任务。

　　Node.js的宏任务也有优先级，所以Node.js 的 Event Loop 每次都是把当前优先级的所有宏任务跑完再去跑微任务，然后再跑下一个优先级的宏任务。

　　即，一定数量的定时器宏任务，然后是所有的微任务，然后是一定数量的未决回调宏任务，然后是所有的微任务。

　　为什么是一定数量？

　　如果某个阶段的宏任务太多，下一个阶段就不能一直执行，所以有一个上限，剩下的下一个事件循环会继续执行。

　　除了宏任务的优先级，微任务也有优先级，增加了一个process.nextTick的高优先级微任务，运行在所有普通微任务之前。

　　所以，Node.js事件循环的完整过程是这样的：

　　Timers 阶段:执行一定数量的定时器，即setTimeout和setInterval的回调。如果太多，留到下一个微任务：执行nextTick的所有微任务，然后是其他普通微任务。Pending 阶段:执行一定数量的IO和网络异常回调，保存过多的微任务供下次使用：执行nextTick的所有微任务，然后执行其他普通微任务。Idle/Prepare 阶段:内部使用的一阶段微任务：执行nextTick的所有微任务，然后执行其他普通微任务。Poll 阶段:执行一定数量文件的数据回调和网络的连接回调，留太多下次用。如果没有 IO 回调并且也没有 timers、check 阶段的回调要处理，就阻塞在这里等待 IO 事件微任务：执行nextTick的所有微任务，然后执行其他普通微任务。Check 阶段:执行一定数量的setImmediate的回调，留太多下次用。微任务：执行nextTick的所有微任务，然后执行其他普通微任务Close 阶段:执行一定数量的close事件回调，太多留到下次。微任务：执行nextTick的所有微任务，然后再执行其他普通微任务，显然比浏览器中的事件循环要复杂得多，但是经过我们之前的分析，我们也可以理解：

　　Node.js 对宏任务做了优先级划分，从高到低分别是 Timers、Pending、Poll、Check、Close 这 5 种，也对微任务做了划分，也就是 nextTick 的微任务和其他微任务。执行流程是先执行完当前优先级的一定数量的宏任务（剩下的留到下次循环），然后执行 process.nextTick 的微任务，再执行普通微任务，之后再执行下个优先级的一定数量的宏任务。。这样不断循环。其中还有一个 Idle/Prepare 阶段是给 Node.js 内部逻辑用的，不需要关心。

　　改变浏览器事件循环中一次执行一个宏任务的方式，可以使优先级高的宏任务更早执行，但也设置了上限，防止下一阶段一直执行。

　　另外特别需要注意的一点是民调阶段：如果执行到 poll 阶段，发现 poll 队列为空并且 timers 队列、check 队列都没有任务要执行，那么就阻塞的等在这里等 IO 事件，而不是空转。。这一点也是因为服务器主要处理IO而设计的，拥塞在这里可以更早的响应IO。

　　完整Node.js的事件循环是这样的：

　　比较下浏览器的事件循环：

　　两个JS运行时环境的事件循环整体设计思路是相似的，只是Node.js的事件循环对宏观任务和微观任务做了更细粒度的划分，很容易理解。毕竟Node.js面对的环境和浏览器不一样，更重要的是服务器端会有更高的性能要求。

总结

　　 JavaScript最早用于编写网页的交互逻辑。为了避免多线程同时修改dom的同步问题，将其设计为单线程。为了解决单线程的阻塞问题，增加了一层调度逻辑，即Loop loop循环和任务队列，将阻塞的逻辑放在其他线程中，从而支持异步。然后为了支持高优先级的任务调度，引入了微任务队列，微任务队列为浏览器的 Event Loop 机制：每次执行一个宏任务，然后执行所有微任务。。

　　Node.js也是一个js运行环境。如果要支持异步，也应该使用事件循环，但是服务器端环境更复杂，对性能要求更高。所以Node.js对宏观和微观任务做了更细粒度的优先级划分：

　　Node.js中有五个宏任务，分别是Timers、Pending、Poll、Check和Close。微任务有两种，分别是process.nextTick的微任务和其他微任务。

　　Node.js 的 Event Loop 流程是执行当前阶段的一定数量的宏任务（剩余的到下个循环执行），然后执行所有微任务，一共有 Timers、Pending、Idle/Prepare、Poll、Check、Close 6 个阶段。(修改：节点11之前是这样，节点11之后，改为每个宏任务执行所有微任务)

　　空闲/准备阶段由Node.js内部使用，所以不用担心。

　　特别要注意的是 Poll 阶段，如果执行到这里，poll 队列为空并且 timers、check 队列也为空，就一直阻塞在这里等待 IO，直到 timers、check 队列有回调再继续 loop。

　　事件循环是JS设计的一组调度逻辑，用于支持异步和任务优先级。针对浏览器、Node.js等不同环境有不同的设计(主要是任务优先级划分的粒度不同)。Node.js面对的环境更复杂，对性能要求更高，所以事件循环的设计也更复杂。

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