[面試][後端]請簡述 Node.js 的 Event Loop
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熟悉的起手式：「我方便問你一個 Node.js 核心的問題嗎？」
這是一個在了解後，無論面試還是工作，CP 值都很高的題目，建議讀者要真的融會貫通。
大綱
- 請簡述 Node.js 的 Event Loop
- 1.1 面試官為什麼會問？
- 1.2 面試官想從答案確認什麼？
- 1.3 筆者提供的簡答
- 回答問題所需具備的知識
- 2.1 Event Loop 執行的邏輯
- 2.2 用 Node.js 範例程式確認自己是否理解 Event Loop
- 2.3 解析 Node.js 範例程式執行順序
- 衍伸問題
- 3.1 可以簡述 Node.js 跟 JavaScript 的差異嗎？
- 3.2 readFile 和 createReadStream 函式的差異？
- 3.3 REPL 是什麼？
1. 請簡述 Node.js 的 Event Loop
1.1 面試官為什麼會問？
只要你的履歷上有 Node.js，10 間公司至少有 3 間會問這個常見面試題；而且問題的起手式出奇的一致：「我方便問你一個 Node.js 核心的問題嗎？」
1.2 面試官想從答案確認什麼？
- 你了解 Event Loop 對 Node.js 的重要性
- 你能大概說明 Event Loop 每個階段的任務
- 如果出白板題要你解釋程式執行的順序，你可以正確回答
1.3 筆者提供的簡答
Node.js 之所以高效，是因為採取單執行緒與 Event Loop 的概念；將所有需要等待結果、請求外部資源的函式，全部丟到 Event Loop 中等待；而 Event Loop 的邏輯是 Node.js 底層用 C 語言撰寫的 libuv 庫來運行的。
2. 回答問題所需具備的知識
2.1 Event Loop 執行的邏輯
- 了解 MacroTask 的 6 個階段
- Timer
等計時器（setTimeout、setInterval）的時間一到，會把他們的 callback 放在這裡等待執行。 - Pending callbacks
作業系統層級使用（ex：TCP errors、sockets 連線被拒絕）。 - Idle, Prepare
內部使用。 - Polling：
- 如果 Queue 不為空，依次取出 callback 函數執行，直到 Queue 為空或是抵達系統最大限制。
- 如果 Queue 為空但有設置「setImmediate」就進入 Check 階段。
- 如果 Queue 為空但沒有設置「setImmediate」就會在 Polling 階段等待，直到 Queue 有東西或是 Timer 時間抵達。
- Check
處理 setImmediate 的 callback。 - Close callbacks
處理關閉連線、檔案的 callback。
- Timer
Macrotask Queue 在 Evevnt Loop 優先層級較低，接下來介紹優先層級更高的兩個 Queue。
-
NextTick Queue 優先層級最高
「process.nextTick()」的 callback 可以隨意插隊；只要這個 Queue 有東西就會優先執行。 -
MicroTask Queue 優先層級次高
「Promise」的狀態從 pending 轉變為 resolve 或 reject 時，執行的 callback 會進入這個 Queue。注意：Promise 在創建時是同步的，不會進入 Event Loop。
2.2 用 Node.js 範例程式確認自己是否理解 Event Loop
大家可以先用紙筆模擬看看下面程式的執行順序：
console.log("start");
process.nextTick(function () {
console.log("nextTick1");
});
setTimeout(function () {
console.log("setTimeout");
}, 0);
new Promise(function (resolve, reject) {
console.log("promise");
resolve("resolve");
}).then(function (result) {
console.log(result);
});
(async function () {
console.log("async");
})();
setImmediate(function () {
console.log("setImmediate");
});
process.nextTick(function () {
console.log("nextTick2");
});
console.log("end");
如果答案跟下面結果一樣，那代表你很了解 Node.js 的 Event Loop 邏輯：
start
promise
async
end
nextTick1
nextTick2
resolve
setTimeout
setImmediate
2.3 解析 Node.js 範例程式執行順序
- SETP 1： 順序執行，先把同步函式解決。
-
因為
Promise在創建時是同步的，所以會先執行。 -
在 function 前面加上 async 宣告為異步函式，執行時會被轉換為 Promise。
console.log("start"); new Promise(function (resolve, reject) { console.log("promise"); resolve("resolve"); }).then(function (result) { console.log(result); }); (async function () { console.log("async"); })(); console.log("end");
-
- STEP 2： 進入 Event Loop。
-
如果執行過程中遇到
NextTick Queue就優先執行。process.nextTick(function () { console.log("nextTick1"); }); process.nextTick(function () { console.log("nextTick2"); }); -
在處理完最高優先層級後，如果執行過程中遇到
MicroTask Queue就執行。new Promise(function (resolve, reject) { console.log("promise"); resolve("resolve"); }).then(function (result) { console.log(result); }); -
在前兩個高優先層級的 Queue 清空後，返回 Event Loop 繼續執行，
setTimeout設定的時間已到先執行。setTimeout(function () { console.log("setTimeout"); }, 0); -
接著再在「Check」 階段執行
setImmediatesetImmediate(function () { console.log("setImmediate"); });
-
以上步驟執行完成後就是範例程式的解答啦～希望對大家理解 Event Loop 有幫助。
3. 衍伸問題
3.1 可以簡述 Node.js 跟 JavaScript 的差異嗎？
考點：確認求職者是否理解自己天天使用的工具
JavaScript 是程式語言，可以在合適的瀏覽器中運行；而 Node.js 是一個能執行JavaScript 的環境，它以 Chrome V8 引擎為核心，再加上 C/C++套件，讓 Sever 端也可以執行 JavaScript。
3.2 readFile 和 createReadStream 函式的差異？
考點：判斷求職者過去專案中使否使用過這類函式，並理解差異
readFile 函式會將讀取到的完整內容存在記憶體後傳給使用者，而 createReadStream 函式則是逐塊讀取檔案，不是全部存在記憶體中；因此要讀取較大的檔案時，建議使用 createReadStream ，利用其逐塊讀取的特性能減少使用者等待時間。
3.3 REPL 是什麼？
考點：對專有名詞是否熟悉，能否解釋
REPL（Read Eval Print Loop）是一個用來執行程式語言的虛擬環境。
就像是我們在瀏覽器的 Console 可以執行 JavaScript 程式碼；在安裝完 Node.js 後，新增一個 JavaScript 檔，在終端機輸入node xxx.js便可以執行它。
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參考資源：
- Node.js 的 Event Loop (事件輪詢)到底在做什麼？(筆者部落格)
- 15 個常見的 Node.js 面試問題及答案
- 你有沒有想過，到底 Server 是如何「同時處理多個 requests」的？ - Node.js 篇
在許多人的幫助下，本系列文章已成功出版，除了添加新的篇章，更完善了每個案例的應對進退；如果對現在的職涯感到迷茫，也許這本書能帶給你不一樣的觀點～
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