理解 `nextTick` 与 `setImmediate` 在 Node.js 事件循环中的差异

各位观众老爷们，大家好！我是你们的老朋友——Bug终结者（暂定名，以后说不定改名叫代码诗人了😎）。今天，咱们不聊高深的算法，也不谈复杂的架构，就来唠唠嗑，聊聊Node.js事件循环中两个经常被提及，但又让人傻傻分不清的小伙伴：nextTick 和 setImmediate。

别看它们名字相似，好像是一对双胞胎，实际上，它们在事件循环中的地位和作用可是大相径庭！就像周杰伦和周星驰，虽然都姓周，但是一个玩音乐，一个拍电影，领域完全不一样嘛！

准备好了吗？搬好小板凳，泡好茶，咱们这就开始今天的“Node.js事件循环之 nextTick 与 setImmediate 恩怨情仇”！（这名字是不是有点狗血？管它呢，吸引眼球最重要！）

一、Node.js 事件循环：一切的舞台

在深入了解 nextTick 和 setImmediate 之前，我们先要对Node.js的事件循环有一个大致的了解。把它想象成一个永不停歇的舞蹈，各个阶段按照固定的顺序轮流上场，表演自己的节目。

事件循环大致可以分为以下几个阶段：

• Timers: 执行 setTimeout 和 setInterval 回调。
• Pending callbacks: 执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调。
• Idle, prepare: 仅内部使用。
• Poll: 检索新的 I/O 事件; 执行与 I/O 相关的回调（除了 timeout 回调、setImmediate() 和 close 回调）; 在适当的时候Node 将阻塞在这里。
• Check: 执行 setImmediate() 回调。
• Close callbacks: 执行一些 close 事件的回调，例如 socket.on('close', ...)。

就像一场晚会，每个阶段都有自己的职责和演出时间。理解这些阶段的顺序，对于理解 nextTick 和 setImmediate 的差异至关重要。

二、nextTick：微任务界的闪电侠

process.nextTick(callback) 可以说是Node.js中最高优先级任务的代表。它并不属于事件循环的任何一个阶段，而是会在当前操作执行完毕后，立即执行回调函数。

可以把它想象成一个VIP通道，或者说是一个插队者。当事件循环中的某个阶段即将结束，准备进入下一个阶段之前，nextTick 的回调函数会突然跳出来，抢先执行。

特点：

• 高优先级: 永远在事件循环的任何阶段开始前执行。
• 微任务队列: nextTick 的回调函数会被放入一个微任务队列中。
• 递归调用风险: 如果在 nextTick 的回调函数中再次调用 nextTick，就会形成一个“死循环”，导致事件循环被阻塞，程序崩溃。就像一个贪吃的蛇，不断吃自己的尾巴，最终把自己撑死。🐍
• 同步执行模拟： 可以用于模拟同步执行效果，虽然本质上还是异步的。

使用场景：

• 延迟执行： 将某些操作延迟到当前操作结束后，但又不想放到事件循环的下一个阶段执行。
• 避免阻塞： 将耗时的操作分解成多个小步骤，通过 nextTick 分散到多个事件循环迭代中执行，避免阻塞事件循环。
• 处理错误： 在某些情况下，需要在当前操作完成后立即处理错误，而不是等到下一个事件循环迭代。

代码示例：

console.log('Start');

process.nextTick(() => {
  console.log('nextTick callback');
});

console.log('End');

// 输出：
// Start
// End
// nextTick callback

可以看到，虽然 nextTick 的回调函数是在 console.log('End') 之后注册的，但是它却在 End 之前执行了。这就是 nextTick 的威力！

三、setImmediate：事件循环的常客

setImmediate(callback) 则是一个更加“规矩”的小伙伴。它的回调函数会被添加到事件循环的 Check 阶段执行。

可以把它想象成一个排队等候的人，老老实实地在 Check 阶段等待自己的演出机会。

特点：

• 事件循环阶段: 回调函数在事件循环的 Check 阶段执行。
• 宏任务队列: setImmediate 的回调函数会被放入一个宏任务队列中。
• 优先级较低: 优先级低于 nextTick。
• I/O 周期： setImmediate 的设计意图是处理一个 I/O 周期后立即执行的回调。

使用场景：

• 延迟执行： 将某些操作延迟到下一个事件循环迭代执行。
• I/O 操作后执行： 在 I/O 操作完成后立即执行回调函数。
• 避免阻塞： 将耗时的操作分解成多个小步骤，通过 setImmediate 分散到多个事件循环迭代中执行，避免阻塞事件循环。

代码示例：

console.log('Start');

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

console.log('End');

// 输出：
// Start
// End
// setImmediate callback

可以看到，setImmediate 的回调函数是在 End 之后执行的。

四、nextTick vs setImmediate：一场没有硝烟的战争

现在，我们来对比一下 nextTick 和 setImmediate 的差异：

特性	nextTick	setImmediate
执行时机	当前操作完成后立即执行，事件循环的任何阶段开始前	事件循环的 Check 阶段执行
优先级	高	低
队列类型	微任务队列	宏任务队列
设计意图	延迟执行，模拟同步执行	处理 I/O 周期后立即执行的回调
递归调用风险	有，可能导致死循环	无
应用场景	延迟执行，避免阻塞，处理错误	延迟执行，I/O 操作后执行，避免阻塞

可以用一句话总结：nextTick 是“立刻、马上”，而 setImmediate 是“等一等、排排队”。

五、代码示例：更直观的理解

为了更直观地理解 nextTick 和 setImmediate 的差异，我们来看一个更复杂的例子：

const fs = require('fs');

console.log('Start');

fs.readFile('test.txt', () => {
  setTimeout(() => console.log('setTimeout'), 0);
  setImmediate(() => console.log('setImmediate'));
  process.nextTick(() => console.log('nextTick'));
});

console.log('End');

// test.txt 文件内容为空

运行这段代码，你会发现输出的顺序可能是：

Start
End
nextTick
setImmediate
setTimeout

或者

Start
End
nextTick
setTimeout
setImmediate

为什么会出现两种情况？

• Start 和 End 会先被打印出来，因为它们是同步执行的。
• fs.readFile 是一个异步操作，它的回调函数会在 I/O 操作完成后被添加到事件循环的队列中。
• nextTick 的回调函数会在 fs.readFile 的回调函数执行完毕后立即执行，因为它具有最高的优先级。
• setImmediate 和 setTimeout 的回调函数都会被添加到事件循环的队列中，等待执行。
• 关键在于 setTimeout(() => console.log('setTimeout'), 0)， 虽然设置的延迟时间是0，但是它仍然会被添加到 Timers 阶段，等待下一个事件循环迭代执行。
• setImmediate 会在 Check 阶段执行，而 setTimeout 会在 Timers 阶段执行。由于 fs.readFile 是一个 I/O 操作，Node.js 可能会选择直接进入 Check 阶段，导致 setImmediate 先于 setTimeout 执行。但是，也有可能在 Check 之前进入 Timers 阶段，导致 setTimeout 先于 setImmediate 执行。

注意： 这种顺序的不确定性是Node.js事件循环的一个特性，取决于系统的负载和其他因素。

六、总结：选择合适的工具

nextTick 和 setImmediate 都是Node.js中非常有用的工具，可以帮助我们更好地控制程序的执行流程。但是，它们的使用场景是不同的。

• 如果你需要立刻执行某些操作，可以使用 nextTick。
• 如果你需要将某些操作延迟到下一个事件循环迭代执行，可以使用 setImmediate。

选择合适的工具，才能让你的代码更加高效、稳定。

七、一些建议

• 谨慎使用 nextTick： 过度使用 nextTick 可能会导致事件循环被阻塞，影响程序的性能。
• 了解事件循环： 深入理解Node.js事件循环的机制，才能更好地利用 nextTick 和 setImmediate。
• 测试你的代码： 不同的环境和系统可能会影响程序的执行结果，所以一定要充分测试你的代码。

八、最后的彩蛋：一个形象的比喻

如果把Node.js的事件循环比作一个餐厅，那么：

• nextTick 就像是餐厅老板的亲戚，可以随时插队点餐。
• setImmediate 就像是普通顾客，需要排队等候服务员的安排。
• setTimeout 就像是预定了座位，需要等到预定的时间才能入座。

希望这个比喻能够帮助你更好地理解 nextTick 和 setImmediate 的差异。

好了，今天的分享就到这里。希望大家能够喜欢！如果觉得有用，记得点赞、评论、转发哦！🙏

下次再见！👋