Nodejs事件循环

与浏览器的事件循环不同，Node.js 的事件循环构建在 libuv 库之上，专为 I/O 密集型操作优化。

node启动后，先执行完所有的同步代码，再执行队列中所有的process.nextTick 和微任务，最后进入事件循环。

1. Timers：执行 setTimeout() 和 setInterval() 的回调。
   注意，其中每执行完一个立刻执行队列中所有的process.nextTick 和微任务，再执行下一个Timer回调。
2. IO callbacks：处理一些系统级的 I/O 回调，如TCP错误。
3. Idle, Prepare：Node内部使用，不常见。
4. Poll：检索新的 I/O 事件，执行与 I/O 相关的回调。（新请求、异步文件读取等）
   在此期间如果没有其他阶段的任务需要执行，那么将一直处于 poll 阶段，以保证对IO事件的尽快响应。
5. Check：执行 setImmediate() 回调。
6. Close Callbacks：处理关闭的回调，如 socket.on('close', ...)。

在每两个阶段之间都会依次执行process.nextTick 和 微任务（Promise回调、await回调）队列。
注意，同一阶段中，process.nextTick 总是优先于其他微任务执行。

定时器

NodeJS中的定时器是由timers模块实现的，该模块是全局的，因此无需被require，但其原理与浏览器端不同，是基于Node.js 事件循环构建。

• setTimeout、setInterval、setImmediate定时器函数返回值在浏览器端是一个定时器id数字，但在Node端是当前定时器的实例对象，同时其中函数的this指向也指向该定时器实例对象。
• 定时器函数实例额外具有unref()、ref()方法。

const timer = setTimeout(function(){console.log(this)}, 100);//Timeout
timer.unref(); // 事件循环在只有这个定时器时退出
timer.ref();   // 恢复默认行为

• 注意：Node中setTimeout有最小间隔1ms，因此根据主代码中同步任务执行情况可能导致setTimeout比setImmediate先执行（例如耗时不到1ms，直接进入了Timers阶段）。
  因此通常将其放到Timers之后的阶段中执行，即可保证setImmediate先触发。

const fs = require('fs');
const path = require('path');

// 在IO结束的callback执行 也就是 poll 阶段会执行该 fs.readFile callback
// IO回调中存在 setImmediate 那么EventLoop的下一个阶段一定会进入check阶段
// 进而一定会优先执行 setImmediate 的回调
fs.readFile(path.resolve(__dirname, 'package.json'), (err) => {
  if (err) {
    console.log(err, 'err');
  }

  setTimeout(() => {
    console.log('timer');
  });

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

• setImmediate可用在当前I/O 操作完成后立即执行某任务，或用于拆分复杂任务，避免阻塞事件循环。
  比起setTimeout(fn,0)开销更小，比起process.nextTick不容易饿死IO（阻塞事件循环）。

function heavyComputation(data) {
  if (data.length === 0) return;
  // 处理一部分
  processChunk(data.splice(0, 100));
  // 延迟下一轮
  setImmediate(() => heavyComputation(data));
}

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性能

内存

NodeJs的垃圾回收和浏览器端差不多，额外有一些指令：

• node --expose-gc xxx.js
  允许在代码中手动调用global.gc()触发垃圾回收。
• node --trace_gc xxx.js
node --trace_gc_nvp xxx.js
  打印垃圾回收的情况
• 生成内存快照
  可用于查看内存中的对象数量、大小，并进行定位。

const { writeHeapSnapshot } = require('node:v8');//此处"node:"是NodeJs12+的新增语法，用于防止引用的模块重名
v8.writeHeapSnapshot()

• 调整新/旧堆空间大小：

node --max-semi-space-size=64 app.js
node --max-old-space-size=4096 app.js

• 调整垃圾收集频率（ms）

node --gc-interval=100 app.js

• process.memoryUsage
  查看当前进程内存使用情况

process.memoryUsage()
{
  rss: 35438592,
  heapTotal: 6799360,
  heapUsed: 4892976,
  external: 939130,
  arrayBuffers: 11170
}

CPU

• 使用V8内置分析器

使用--prof启动

node --prof xxx.js

将得到的log文件转化成txt格式：

node --prof-process isolate-0xnnnnnnnnnnnn-v8.log > processed.txt

• 使用火焰图

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调试

1. 使用--inspect指令进行调试
   通过node --inspect xxx.js指令启动NodeJs后，进入Chrome浏览器chrome://inspect页面，在Remote Target部分即可使用Chrome DevTools调试NodeJs应用，可以在其中打断点、使用Console、Network、Performance、Memory等。
2. 在VSCode中进行调试