2015-02-27

理解Node.js里的process.nextTick()

有很多人对Node.js里process.nextTick()的用法感到不理解，下面我们就来看一下process.nextTick()到底是什么，该如何使用。

Node.js是单线程的，除了系统IO之外，在它的事件轮询过程中，同一时间只会处理一个事件。你可以把事件轮询想象成一个大的队列，在每个时间点上，系统只会处理一个事件。即使你的电脑有多个CPU核心，你也无法同时并行的处理多个事件。但也就是这种特性使得node.js适合处理I／O型的应用，不适合那种CPU运算型的应用。在每个I／O型的应用中，你只需要给每一个输入输出定义一个回调函数即可，他们会自动加入到事件轮询的处理队列里。当I／O操作完成后，这个回调函数会被触发。然后系统会继续处理其他的请求。

在这种处理模式下，process.nextTick()的意思就是定义出一个动作，并且让这个动作在下一个事件轮询的时间点上执行。我们来看一个例子。例子中有一个foo()，你想在下一个时间点上调用他，可以这么做：

function foo() {

    console.error('foo');

}
process.nextTick(foo);
console.error('bar');

运行上面的代码，你从下面终端打印的信息会看到，”bar”的输出在“foo”的前面。这就验证了上面的说法，foo()是在下一个时间点运行的。

bar
foo

你也可以使用setTimeout()函数来达到貌似同样的执行效果：

setTimeout(foo, 0);
console.log('bar');

但在内部的处理机制上，process.nextTick()和setTimeout(fn, 0)是不同的，process.nextTick()不是一个单纯的延时，他有更多的特性。
更精确的说，process.nextTick()定义的调用会创建一个新的子堆栈。在当前的栈里，你可以执行任意多的操作。但一旦调用netxTick，函数就必须返回到父堆栈。然后事件轮询机制又重新等待处理新的事件，如果发现nextTick的调用，就会创建一个新的栈。

下面我们来看看，什么情况下使用process.nextTick()：

在多个事件里交叉执行CPU运算密集型的任务：

在下面的例子里有一个compute()，我们希望这个函数尽可能持续的执行，来进行一些运算密集的任务。

但与此同时，我们还希望系统不要被这个函数堵塞住，还需要能响应处理别的事件。这个应用模式就像一个单线程的web服务server。在这里我们就可以使用process.nextTick()来交叉执行compute()和正常的事件响应。

var http = require('http');

function compute() {

    // performs complicated calculations continuously
    // ...
    process.nextTick(compute);
} 

http.createServer(function(req, res) {
     res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
     res.end('Hello World');
}).listen(5000, '127.0.0.1');

compute();

在这种模式下，我们不需要递归的调用compute()，我们只需要在事件循环中使用process.nextTick()定义compute()在下一个时间点执行即可。在这个过程中，如果有新的http请求进来，事件循环机制会先处理新的请求，然后再调用compute()。反之，如果你把compute()放在一个递归调用里，那系统就会一直阻塞在compute()里，无法处理新的http请求了。你可以自己试试。

当然，我们无法通过process.nextTick()来获得多CPU下并行执行的真正好处，这只是模拟同一个应用在CPU上分段执行而已。

保持回调函数异步执行的原则

当你给一个函数定义一个回调函数时，你要确保这个回调是被异步执行的。下面我们看一个例子，例子中的回调违反了这一原则：

function asyncFake(data, callback) {       
    if(data === 'foo') callback(true);
    else callback(false);
}
asyncFake('bar', function(result) {
    // this callback is actually called synchronously!
});

为什么这样不好呢？我们来看Node.js 文档里一段代码：

var client = net.connect(8124, function() {
    console.log('client connected');
    client.write('world!\r\n');
});

在上面的代码里，如果因为某种原因，net.connect()变成同步执行的了，回调函数就会被立刻执行，因此回调函数写到客户端的变量就永远不会被初始化了。

这种情况下我们就可以使用process.nextTick()把上面asyncFake()改成异步执行的：

function asyncReal(data, callback) {
    process.nextTick(function() {
        callback(data === 'foo');      
    });
}

用在事件触发过程中

来看一个例子，你想写一个库实现这样的功能：从源文件里读取数据，当读取完毕后，触发一个事件同时传递读取的数据。可能你会这样写：

var EventEmitter = require('events').EventEmitter;

function StreamLibrary(resourceName) {
    this.emit('start');
    // read from the file, and for every chunk read, do:       
    this.emit('data', chunkRead);      
}
StreamLibrary.prototype.__proto__ = EventEmitter.prototype;   // inherit from EventEmitter

下面是一段调用这个库的客户端程序，我们想在程序中监听这些事件：

var stream = new StreamLibrary('fooResource');
stream.on('start', function() {
    console.log('Reading has started');
});
stream.on('data', function(chunk) {
    console.log('Received: ' + chunk);
});

但是上面的代码中，将永远接收不到“start”事件，因为在这个库实例化的时候，“start”事件会被立刻触发执行，但此时事件的回调函数还没有准备好，所以在客户端根本无法接收到这个事件。同样，我们可以用process.nextTick()来改写事件触发的过程，下面是一个正确的版本：

function StreamLibrary(resourceName) {     
    var self = this;
    process.nextTick(function() {
        self.emit('start');
    });
    // read from the file, and for every chunk read, do:       
    this.emit('data', chunkRead);      
}

这就是process.nextTick()的基本用法。

本文地址：http://www.oschina.net/translate/understanding-process-next-tick
原文地址：http://howtonode.org/understanding-process-next-tick