Event loop¶

Event loop (или цикл событий) позволяет выполнять однопоточному Node.js неблокирующие операции ввода/вывода, передавая их выполнение ядру системы, когда это возможно.

Стадии event loop¶

Кратко работу event loop Node.js можно описать так: операция передается на выполнения ядру системы, после завершения Node.js получает уведомление в том, что определенная для операции callback-функция может быть добавлена в очередь выполнения.

Инициализация event loop происходит в момент запуска сервера Node.js, и с этого момента он начинает свою работу, которую можно разделить на несколько этапов:

timers : выполнение callback-функций, зарегистрированных функциями setTimeout() и setInterval();

pending callbacks : вызов callback-функций операций ввода/вывода, выполнение которых было отложено на предыдущей стадии цикла событий;

idle, prepare : выполнение внутренних действий, необходимых самому event loop;

poll : выполнение callback-функций завершенных асинхронных операций и управление фазой timers;

check : выполнение callback-функций, зарегистрированных функцией setImmediate();

close callbacks : обработка внезапно завершающихся действий.

На стадии timers выполняются зарегистрированные таймерами функции, причем переход на стадию контролируется стадией poll. Из-за блокировки стадией poll цикла событий, таймеры могут выполняться с некоторой задержкой, т. е. через больший интервал времени, чем тот, который был задан. Рассмотрим ситуацию на примере.

1
2
3
4
5
6
7
8

let request = require('request');

setTimeout(() => console.log('Timeout'), 25);

//предполагаем, что запрос выполняется 20 миллисекунд, а callback - 10 миллисекунд
request('http://www.example.com', (error, response, body) =>
    console.log('Response: ', response)
);

В примере сперва вызывается функция setTimeout(), которая должна выполнить переданную ей функцию через 25 миллисекунд. Затем сразу же делает запрос к удаленному API, занимающий 20 миллисекунд. В момент завершения запроса до вызова функции в таймере останется еще 5 миллисекунд, поэтому event loop начнет выполнять callback-функцию, определенную для обработки результата запроса, выполнение которой занимает 10 миллисекунд. Получается, что в предполагаемый момент времени выполнение таймера будет невозможным из-за занятости цикла событий и его вызов произойдет по окончанию работы callback-а запроса, а именно через 30 миллисекунд после определения самого таймера.

Результат работы кода.

1
2

Response: {response}
Timeout

При pending callbacks выполняются действия, отложенные на предыдущей итерации event loop. Например, это могут быть сообщения об ошибках, которые не были выведены ранее из-за попытки системы их исправить.

При переходе в фазу poll в первую очередь проверяется, сформировалась ли очередь из callback-функций выполненных асинхронных действий. Если очередь не пуста, то в синхронном порядке начинается выполнение всех функций, находящихся в очереди. Выполнение будет продолжаться до тех пор, пока очередь не опустеет или не будет достигнут лимит выполняемых за раз callback-функций.

Если очередь оказывается пустой, то проверяется наличие действий, заданных функцией setImmediate(), и если таковые имеются - происходит переход на стадию check, в противном случае Node.js event loop проверит, есть ли таймеры для выполнения. Если таймеры имеются - произойдет переход на timers, если нет - event loop будет ждать добавления в очередь новых callback-ов и при их появлении сразу же начинать их выполнение.

На стадии close callbacks вызываются функции, зарегистрированные для действий, возникающих внезапно. например, событие close или disconnect для сокет соединения.

process.nextTick()¶

Node.js process.nextTick() позволяет выполнять переданные ему callback-функции в текущий момент времени, вне зависимости от того, на какой стадии находится выполнение event loop. Выполнение самого event loop продолжится сразу после завершения всех переданных process.nextTick() callback-ов.

1
2

process.nextTick(() => console.log('After'));
console.log('Before');

Выполнение переданной process.nextTick() callback-функции начинается сразу после завершения текущей итерации event loop.