Node.js中使用計(jì)時(shí)器定時(shí)執(zhí)行函數(shù)詳解
如果你熟悉客戶端JavaScript編程，你可能使用過setTimeout和setInterval函數(shù)，這兩個(gè)函數(shù)允許延時(shí)一段時(shí)間再運(yùn)行函數(shù)。比如下面的代碼， 一旦被加載到Web頁(yè)面，1秒后會(huì)在頁(yè)面文檔后追加“Hello there”：
var oneSecond = 1000 * 1; // one second = 1000 x 1 ms
setTimeout(function() {
document.write('<p>Hello there.</p>');
}, oneSecond);
而setInterval允許以指定的時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行函數(shù)。如果把下面的代碼注入到Web頁(yè)面，會(huì)導(dǎo)致每秒鐘向頁(yè)面文檔后面追加一句“Hello there”：
var oneSecond = 1000 * 1; // one second = 1000 x 1 ms
setInterval(function() {
document.write('<p>Hello there.</p>');
}, oneSecond);
因?yàn)閃eb早已成為一個(gè)用來構(gòu)建應(yīng)用程序的平臺(tái)，而不再是簡(jiǎn)單的靜態(tài)頁(yè)面，所以這種類似的需求日益浮現(xiàn)。這些任務(wù)計(jì)劃函數(shù)幫助開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)表單定期驗(yàn)證，延遲遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)同步，或者那些需要延時(shí)反應(yīng)的UI交互。Node也完整實(shí)現(xiàn)了這些方法。在服務(wù)器端，你可以用它們來重復(fù)或延遲執(zhí)行很多任務(wù)，比如緩存過期，連接池清理，會(huì)話過期，輪詢等等。
使用setTimeout延遲函數(shù)執(zhí)行
setTimeout可以制定一個(gè)在將來某個(gè)時(shí)間把指定函數(shù)運(yùn)行一次的執(zhí)行計(jì)劃，比如：
var timeout_ms = 2000; // 2 seconds
var timeout = setTimeout(function() {
console.log("timed out!");
}, timeout_ms);
和客戶端JavaScript完全一樣，setTimeout接受兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是需要被延遲的函數(shù)，第二個(gè)參數(shù)是延遲時(shí)間（以毫秒為單位）。
setTimeout返回一個(gè)超時(shí)句柄，它是個(gè)內(nèi)部對(duì)象，可以用它作為參數(shù)調(diào)用clearTimeout來取消計(jì)時(shí)器，除此之外這個(gè)句柄沒有任何作用。
使用clearTimeout取消執(zhí)行計(jì)劃
一旦獲得了超時(shí)句柄，就可以用clearTimeout來取消函數(shù)執(zhí)行計(jì)劃，像這樣：
var timeoutTime = 1000; // one second
var timeout = setTimeout(function() {
console.log("timed out!");
}, timeoutTime);
clearTimeout(timeout);
這個(gè)例子里，計(jì)時(shí)器永遠(yuǎn)不會(huì)被觸發(fā)，也不會(huì)輸出”time out!”這幾個(gè)字。你也可以在將來的任何時(shí)間取消執(zhí)行計(jì)劃，就像下面的例子：
var timeout = setTimeout(function A() {
console.log("timed out!");
}, 2000);
setTimeout(function B() {
clearTimeout(timeout);
}, 1000);
代碼指定了兩個(gè)延時(shí)執(zhí)行的函數(shù)A和B，函數(shù)A計(jì)劃在2秒鐘后執(zhí)行，B計(jì)劃在1秒鐘后執(zhí)行，因?yàn)楹瘮?shù)B先執(zhí)行，而它取消了A的執(zhí)行計(jì)劃，因此A永遠(yuǎn)不會(huì)運(yùn)行。
制定和取消函數(shù)的重復(fù)執(zhí)行計(jì)劃
setInterval和setTimeout類似，但是它會(huì)以指定時(shí)間為間隔重復(fù)執(zhí)行一個(gè)函數(shù)。你可以用它來周期性的觸發(fā)一段程序，來完成一些類似清理，收集，日志，獲取數(shù)據(jù)，輪詢等其它需要重復(fù)執(zhí)行的任務(wù)。
下面代碼每秒會(huì)向控制臺(tái)輸出一句“tick”：
var period = 1000; // 1 second
setInterval(function() {
console.log("tick");
}, period);
如果你不想讓它永遠(yuǎn)運(yùn)行下去，可以用clearInterval()取消定時(shí)器。
setInterval返回一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃句柄，可以把它用作clearInterval的參數(shù)來取消執(zhí)行計(jì)劃：
var interval = setInterval(function() {
console.log("tick");
}, 1000);
// …
clearInterval(interval);
使用process.nextTick將函數(shù)執(zhí)行延遲到事件循環(huán)的下一輪
有時(shí)候客戶端JavaScript程序員用setTimeout(callback,0)將任務(wù)延遲一段很短的時(shí)間，第二個(gè)參數(shù)是0毫秒，它告訴JavaScript運(yùn)行時(shí)，當(dāng)所有掛起的事件處理完畢后立刻執(zhí)行這個(gè)回調(diào)函數(shù)。有時(shí)候這種技術(shù)被用來延遲執(zhí)行一些并不需要被立刻執(zhí)行的操作。比如，有時(shí)候需要在用戶事件處理完畢后再開始播放動(dòng)畫或者做一些其它的計(jì)算。
Node中，就像 “事件循環(huán)”的字面意思，事件循環(huán)運(yùn)行在一個(gè)處理事件隊(duì)列的循環(huán)里，事件循環(huán)工作過程中的每一輪就稱為一個(gè)tick。
你可以在事件循環(huán)每次開始下一輪（下一個(gè)tick）執(zhí)行時(shí)調(diào)用回調(diào)函數(shù)一次，這也正是process.nextTick的原理，而setTimeout，setTimeout使用JavaScript運(yùn)行時(shí)內(nèi)部的執(zhí)行隊(duì)列，而不是使用事件循環(huán)。
通過使用process.nextTick(callback) ，而不是setTimeout(callback, 0)，你的回調(diào)函數(shù)會(huì)在隊(duì)列內(nèi)的事件處理完畢后立刻執(zhí)行，它要比JavaScript的超時(shí)隊(duì)列快很多（以CPU時(shí)間來衡量）。
你可以像下面這樣，把函數(shù)延遲到下一輪事件循環(huán)再運(yùn)行：
process.nextTick(function() {
my_expensive_computation_function();
});
注意：process對(duì)象是Node為數(shù)不多的全局對(duì)象之一。
堵塞事件循環(huán)
Node和JavaScript的運(yùn)行時(shí)采用的是單線程事件循環(huán)，每次循環(huán)，運(yùn)行時(shí)通過調(diào)用相關(guān)回調(diào)函數(shù)來處理隊(duì)列內(nèi)的下個(gè)事件。當(dāng)事件執(zhí)行完畢，事件循環(huán)取得執(zhí)行結(jié)果并處理下個(gè)事件，如此反復(fù)，直到事件隊(duì)列為空。如果其中一個(gè)回調(diào)函數(shù)運(yùn)行時(shí)占用了很長(zhǎng)時(shí)間，事件循環(huán)在那期間就不能處理其它掛起的事件，這會(huì)讓應(yīng)用程序或服務(wù)變得非常慢。
在處理事件時(shí)，如果使用了內(nèi)存敏感或者處理器敏感的函數(shù)，會(huì)導(dǎo)致事件循環(huán)變得緩慢，而且造成大量事件堆積，不能被及時(shí)處理，甚至堵塞隊(duì)列。
看下面堵塞事件循環(huán)的例子：
process.nextTick(function nextTick1() {
var a = 0;
while(true) {
a ++;
}
});
process.nextTick(function nextTick2() {
console.log("next tick");
});
setTimeout(function timeout() {
console.log("timeout");
}, 1000);
這個(gè)例子里，nextTick2和timeout函數(shù)無論等待多久都沒機(jī)會(huì)運(yùn)行，因?yàn)槭录h(huán)被nextTick函數(shù)里的無限循環(huán)堵塞了，即使timeout函數(shù)被計(jì)劃在1秒鐘后執(zhí)行它也不會(huì)運(yùn)行。
當(dāng)使用setTimeout時(shí)，回調(diào)函數(shù)會(huì)被添加到執(zhí)行計(jì)劃隊(duì)列，而在這個(gè)例子里它們甚至不會(huì)被添加到隊(duì)列。這雖然是個(gè)極端例子，但是你可以看到，運(yùn)行一個(gè)處理器敏感的任務(wù)時(shí)可能會(huì)堵塞或者拖慢事件循環(huán)。
退出事件循環(huán)
使用process.nextTick，可以把一個(gè)非關(guān)鍵性的任務(wù)推遲到事件循環(huán)的下一輪(tick)再執(zhí)行，這樣可以釋放事件循環(huán)，讓它可以繼續(xù)執(zhí)行其它掛起的事件。
看下面例子，如果你打算刪除一個(gè)臨時(shí)文件，但是又不想讓data事件的回調(diào)函數(shù)等待這個(gè)IO操作，你可以這樣延遲它：
stream.on("data", function(data) {
stream.end("my response");
process.nextTick(function() {
fs.unlink("/path/to/file");
});
});
使用setTimeout替代setInterval來確保函數(shù)執(zhí)行的串行性
假設(shè)，你打算設(shè)計(jì)一個(gè)叫my_async_function的函數(shù)，它可以做某些I/O操作（比如解析日志文件）的函數(shù)，并打算讓它周期性執(zhí)行，你可以用setInterval這樣實(shí)現(xiàn)它：
var interval = 1000;
setInterval(function() {
my_async_function(function() {
console.log('my_async_function finished!');
});
},interval);//譯者注：前面“,interval”是我添加的，作者應(yīng)該是筆誤遺漏了
你必須能確保這些函數(shù)不會(huì)被同時(shí)執(zhí)行，但是如果使用setinterval你無法保證這一點(diǎn)，假如my_async_function函數(shù)運(yùn)行的時(shí)間比interval變量多了一毫秒，它們就會(huì)被同時(shí)執(zhí)行，而不是按次序串行執(zhí)行。
譯者注：（下面粗體部分為譯者添加，非原書內(nèi)容）
為了方便理解這部分內(nèi)容，可以修改下作者的代碼，讓它可以實(shí)際運(yùn)行：
var interval = 1000;
setInterval(function(){
(function my_async_function(){
setTimeout(function(){
console.log("1");
},5000);
})();
},interval);
運(yùn)行下這段代碼看看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，等待5秒鐘后，“hello ”被每隔1秒輸出一次。而我們期望是，當(dāng)前my_async_function執(zhí)行完畢（耗費(fèi)5秒）后，等待1秒再執(zhí)行下一個(gè)my_async_function，每次輸出之間應(yīng)該間隔6秒才對(duì)。造成這種結(jié)果，是因?yàn)閙y_async_function不是串行執(zhí)行的，而是多個(gè)在同時(shí)運(yùn)行。
因此，你需要一種辦法來強(qiáng)制使一個(gè)my_async_function執(zhí)行結(jié)束到下個(gè)my_async_function開始執(zhí)行之間的間隔時(shí)間正好是interval變量指定的時(shí)間。你可以這樣做：
var interval = 1000; // 1 秒
(function schedule() { //第3行
setTimeout(function do_it() {
my_async_function(function() { //第5行
console.log('async is done!');
schedule();
});
}, interval);
}()); //第10行
前面代碼里，聲明了一個(gè)叫schedule的函數(shù)（第3行），并且在聲明后立刻調(diào)用它（第10行），schedule函數(shù)會(huì)在1秒（由interval指定）后運(yùn)行do_it函數(shù)。1秒鐘過后，第5行的my_async_function函數(shù)會(huì)被調(diào)用，當(dāng)它執(zhí)行完畢后，會(huì)調(diào)用它自己的那個(gè)匿名回調(diào)函數(shù)（第6行），而這個(gè)匿名回調(diào)函數(shù)又會(huì)再次重置do_it的執(zhí)行計(jì)劃，讓它1秒鐘后重新執(zhí)行，這樣代碼就開始串行地不斷循環(huán)執(zhí)行了。
小結(jié)
可以用setTimeout()函數(shù)預(yù)先設(shè)定函數(shù)的執(zhí)行計(jì)劃，并用clearTimeout()函數(shù)取消它。還可以用setInterval()周期性的重復(fù)執(zhí)行某個(gè)函數(shù)，相應(yīng)的，可以使用clearInterval()取消這個(gè)重復(fù)執(zhí)行計(jì)劃。
如果因?yàn)槭褂昧艘粋€(gè)處理器敏感的操作而堵塞了事件循環(huán)，那些原計(jì)劃應(yīng)該被執(zhí)行的函數(shù)將會(huì)被延遲，甚至永遠(yuǎn)無法執(zhí)行。所以不要在事件循環(huán)內(nèi)使用CPU敏感的操作。還有，你可以使用process.nextTick()把函數(shù)的執(zhí)行延遲到事件循環(huán)的下一輪。
I/O和setInterval()一起使用時(shí)，你無法保證在任何時(shí)間點(diǎn)只有一個(gè)掛起的調(diào)用，但是，你可以使用遞歸函數(shù)和setTimeout()函數(shù)來回避這個(gè)棘手的問題。
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