6 типов очередей в Node.js: подробное описание
Node.js, известный своей неблокирующей асинхронной архитектурой, идеально подходит для создания масштабируемых веб-приложений. Это достигается благодаря событийно-ориентированной модели и обработке задач через цикл событий. Понимание работы Node.js невозможно без знания шести очередей, управляющих задачами (в отличие от двух в браузерах). Рассмотрим их подробнее.
Шестиуровневая система очередей Node.js
1. Очередь таймера:
- Назначение: Обработка задач, запланированных
setTimeoutиsetInterval.
setTimeout(() => {
console.log('Timer task executed');
}, 1000);- Выполнение: Задачи выполняются после указанного времени ожидания, но не раньше окончания текущей фазы цикла событий.
2. Очередь ввода-вывода (очередь обратного вызова):
- Назначение: Обработка задач ввода-вывода (чтение файлов, сетевые запросы)
const fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', 'utf8', (err, data) => {
if (err) throw err;
console.log(data);
});- Выполнение: Обратные вызовы выполняются после завершения операции ввода-вывода.
3. Очередь проверки:
- Назначение: Выполнение задач, запланированных с помощью
setImmediate().
setImmediate(() => {
console.log('Check Queue task executed');
});- Выполнение: Очередь имеет низкий приоритет и обрабатывается после фазы ввода-вывода.
4. Очередь микрозадач:
- Назначение: Выполнение высокоприоритетных задач, преимущественно связанных с промисами и другими микрозадачами.
Подкатегории:
process.nextTick()очередь: Обрабатывает задачи, запланированные с помощьюprocess.nextTick(). Эти задачи имеют наивысший приоритет и выполняются раньше всех остальных микрозадач.- Отдельная очередь для промисов: Выполняет задачи, связанные с выполненными промисами.
process.nextTick(() => {
console.log('process.nextTick task executed');
});
Promise.resolve().then(() => {
console.log('Promise resolved task executed');
});- Выполнение: Очередь микрозадач всегда обрабатывается полностью до перехода к следующей фазе цикла событий.
5. Очередь закрытия:
- Назначение: Выполнение задач, связанных с завершением операций (например,
socket.on('close')).
const net = require('net');
const server = net.createServer((socket) => {
socket.on('close', () => {
console.log('Connection closed');
});
});
server.listen(8080);- Выполнение: Задачи выполняются при явном закрытии ресурса.
Порядок обработки очередей в цикле событий Node.js
Цикл событий Node.js обрабатывает задачи поэтапно, следуя строгому порядку приоритетов:
- Очередь микрозадач (
process.nextTick): Задачи здесь всегда выполняются первыми. - Очередь микрозадач (Promises): Обрабатывается после завершения
process.nextTick. - Очередь таймера: Обрабатывает задачи, запланированные с помощью
setTimeoutиsetInterval. - Очередь ввода-вывода: Обрабатывает завершенные операции ввода-вывода.
- Очередь проверки: Выполняет задачи из
setImmediate. - Очередь закрытия: Обрабатывает обратные вызовы закрытия ресурсов.
Сравнение с браузерами
Браузеры используют упрощенную модель с двумя основными очередями:
1. Очередь макрозадач: Обрабатывает задачи, такие как setTimeout, setInterval и события DOM.
2. Очередь микрозадач: Аналогично Node.js, обрабатывает промисы и MutationObserver обратные вызовы.
Дополнительные очереди в Node.js обеспечивают более гибкую обработку различных типов задач, что делает его оптимальным для серверных приложений.
Ключевые моменты
1. setImmediate против setTimeout: setTimeout добавляет задачи в очередь таймера, а setImmediate — в очередь проверки. Задачи из setImmediate выполняются после фазы ввода-вывода, в то время как setTimeout ожидает фазы таймера.
2. Приоритет микрозадач: Задачи в очереди микрозадач, особенно process.nextTick, всегда имеют приоритет, гарантируя выполнение критически важных задач.
3. Организованный параллелизм: Разделение задач по отдельным очередям обеспечивает организованную и предсказуемую обработку, предотвращая блокировку задач с низким приоритетом.
