Node.js 事件循环机制：Promise、nextTick、setTimeout 与 setImmediate 执行顺序详解

本文旨在深入解析 Node.js 中 Promise.then、process.nextTick、setTimeout 以及 setImmediate 的执行顺序，并提供具体的代码示例供参考。

典型代码执行顺序示例

首先，通过一个典型的代码片段来引出问题：

setImmediate(function(){
  console.log(1);
},0);
setTimeout(function(){
  console.log(2);
},0);
new Promise(function(resolve){
  console.log(3);
  resolve();
  console.log(4);
}).then(function(){
  console.log(5);
});
console.log(6);
process.nextTick(function(){
  console.log(7);
});
console.log(8);

这段代码执行后的输出顺序是什么？

正确的输出结果如下：

3 4 6 8 7 5 2 1

宏任务与微任务概念解析

在分析输出结果之前，我们需要明确 Node.js 事件循环中的几个核心概念：

宏任务（macro-task）包括：脚本整体代码、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O 操作以及 UI 渲染。

微任务（micro-task）包括：process.nextTick、原生 Promise、Object.observe 以及 MutationObserver。

事件循环执行步骤详解

第一步，执行脚本整体代码，具体执行流程如下：

• 注册一个宏任务：setImmediate。
• 注册一个宏任务：setTimeout。
• 注册一个微任务：Promise.then 的回调函数，并继续执行同步代码 console.log(3); resolve(); console.log(4);。此时控制台输出 3 和 4。尽管 resolve() 已被调用，但由于当前同步代码尚未执行完毕，Promise.then 的回调不会立即执行。
• 执行 console.log(6)，控制台输出 6。
• 注册一个微任务：process.nextTick。
• 执行 console.log(8)，控制台输出 8。
• 经过上述同步代码的执行阶段，控制台已依次输出 3、4、6、8。

第二步，由于微任务的优先级高于宏任务，系统开始处理微任务队列。

当前微任务队列中包含两个任务，根据优先级规则，process.nextTick 的优先级高于 Promise.then。

因此，先执行 process.nextTick 回调，输出 7；随后执行 Promise.then 回调，输出 5。

第三步，当微任务队列执行完毕后，开始执行宏任务。由于 setTimeout 的优先级高于 setImmediate，因此先执行 setTimeout 回调，输出 2；最后执行 setImmediate 回调，输出 1。

整个过程看似同步执行，但实际上是基于 Event Loop（事件循环）机制进行的异步调度。

新版 Node.js 中的特殊行为

关于微任务与宏任务的执行顺序，可以参考《深入浅出 Node.js》中的一个经典示例：

//加入两个nextTick的回调函数
process.nextTick(function () {
  console.log('nextTick延迟执行1');
});
process.nextTick(function () { 
  console.log('nextTick延迟执行2');
});
// 加入两个setImmediate()的回调函数
setImmediate(function () {
  console.log('setImmediate延迟执行1'); 
  // 进入下次循环 
  process.nextTick(function () {
    console.log('强势插入');
  });
});
setImmediate(function () {
  console.log('setImmediate延迟执行2'); 
});

console.log('正常执行');

运行该代码，得到的结果如下：

正常执行 nextTick延迟执行1 nextTick延迟执行2 setImmediate延迟执行1 setImmediate延迟执行2 强势插入

在新版 Node.js 中，process.nextTick 执行完毕后，会遍历并执行所有 setImmediate 回调，直到 setImmediate 队列清空后才跳出当前循环。因此，在两个 setImmediate 执行完毕后，队列中仅剩第一个 setImmediate 内部注册的 process.nextTick，最终输出“强势插入”。

观察者优先级机制

关于优先级的另一个清晰版本如下：

观察者优先级机制。

在每次事件循环检查中，各阶段观察者的优先级分别为：

idle 观察者 > I/O 观察者 > check 观察者。

idle 观察者对应：process.nextTick。

I/O 观察者对应：常规 I/O 回调，如网络、文件、数据库 I/O 等。

check 观察者对应：setTimeout 和 setImmediate，其中 setTimeout 优先级高于 setImmediate。

执行优先级总结

总结。

• 同步代码的执行优先级高于异步代码；
• new Promise(fn) 中的 fn 函数是同步执行的；
• 优先级顺序为：process.nextTick > Promise.then > setTimeout > setImmediate。

以上就是本文的全部内容，希望这些解析能对您的学习有所帮助，欢迎继续支持本站。