Lý do giá trị trả về giữa setImmediate và setTimeout(0) không dự đoán được.

Sự khác biệt giữa setImmediate và setTimeout(0) trong Node.js, chúng ta cần hiểu chi tiết hơn về cách event loop của Node.js hoạt động và cách mà các phases (giai đoạn) khác nhau trong event loop thực hiện các callback.

1. Event Loop trong Node.js

Event loop của Node.js bao gồm nhiều giai đoạn (phases) khác nhau, và mỗi giai đoạn có một vai trò cụ thể trong việc xử lý các callback từ các tác vụ bất đồng bộ. Dưới đây là các giai đoạn chính:

  1. Timers Phase: Xử lý các callback của setTimeout và setInterval. Trong giai đoạn này, các callback của setTimeout được thực thi nếu thời gian chờ đã hết.
  2. Pending Callbacks Phase: Xử lý các callback bị trì hoãn từ các tác vụ I/O đã hoàn thành.
  3. Idle, Prepare Phase: Dành cho các tác vụ nội bộ của Node.js. Không liên quan đến việc xử lý callback của người dùng.
  4. Poll Phase: Đây là giai đoạn quan trọng nhất, nơi Node.js sẽ chờ đợi các sự kiện I/O mới. Các callback từ các thao tác I/O sẽ được thực hiện tại đây, nếu không có gì xảy ra, event loop sẽ dừng lại để chờ.
  5. Check Phase: Đây là giai đoạn mà các callback của setImmediate được thực thi. Các callback của setImmediate được đẩy vào hàng đợi và sẽ được xử lý trong giai đoạn này.
  6. Close Callbacks Phase: Xử lý các callback liên quan đến đóng tài nguyên (như close event của stream).

Vòng lặp này tiếp diễn liên tục cho đến khi không còn tác vụ nào cần xử lý.

2. Sự khác biệt giữa setTimeout(0) và setImmediate

Cả setTimeout(0) và setImmediate đều được sử dụng để thực thi các callback không đồng bộ, nhưng chúng hoạt động ở các giai đoạn khác nhau của event loop:

  • setTimeout(0): Được đặt trong Timers phase, và sẽ chỉ được thực thi khi event loop đến giai đoạn này, sau khi các callback trong microtask queue và các tác vụ đồng bộ khác đã được hoàn thành.
  • setImmediate: Được đặt trong Check phase, và được thực thi ngay sau Poll phase, sau khi tất cả các callback I/O đã được xử lý.

3. Tại sao setImmediate có thể được thực thi trước setTimeout(0)?

Việc setImmediate được thực thi trước setTimeout(0) phụ thuộc vào giai đoạn mà chúng được đăng ký và sự tiến trình của event loop. Để hiểu rõ hơn, hãy xem xét hai trường hợp:

Trường hợp 1: Không có tác vụ I/O

Giả sử bạn gọi cả setTimeout(0) và setImmediate trong cùng một đoạn code:

setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout');
}, 0);

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

Khi event loop bắt đầu:

  1. Timers phase: Đây là giai đoạn đầu tiên sẽ được thực thi trong vòng lặp sự kiện. Nếu không có gì khác, setTimeout(0) sẽ được thực thi ngay lập tức vì thời gian chờ là 0.
  2. Check phase: Sau khi xử lý hết các callback của giai đoạn timers, setImmediate sẽ được thực thi.

Vì vậy, nếu không có tác vụ I/O, setTimeout(0) sẽ được thực thi trước setImmediate trong trường hợp này.

Kết quả:

setTimeout
setImmediate

Trường hợp 2: Có tác vụ I/O

Nếu có một tác vụ I/O hoặc bất kỳ tác vụ nào thực hiện qua Poll phase, thì setImmediate có thể được thực thi trước setTimeout(0). Ví dụ:

const fs = require('fs');

fs.readFile('example.txt', () => {
  setTimeout(() => {
    console.log('setTimeout');
  }, 0);

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

Trong ví dụ này, sự kiện readFile sẽ khiến Node.js đi qua nhiều giai đoạn của event loop:

  1. Poll phase: Sau khi tác vụ I/O hoàn thành (đọc file trong trường hợp này), callback của fs.readFile sẽ được thực hiện trong Poll phase. Tại thời điểm này:
    • Callback của setImmediate sẽ được xếp vào hàng đợi và sẽ được thực thi trong Check phase, ngay sau khi Poll phase kết thúc.
    • Callback của setTimeout(0) sẽ được xếp vào hàng đợi để thực thi trong Timers phase, và sẽ chỉ được thực thi trong vòng lặp sự kiện tiếp theo.
  2. Check phase: Khi đến Check phase, Node.js sẽ thực thi setImmediate trước, vì đây là giai đoạn mà setImmediate hoạt động.

Kết quả trong trường hợp này:

setImmediate
setTimeout

4. Tóm tắt sự khác biệt

  • setTimeout(0):
    • Được xử lý trong Timers phase.
    • Thời gian chờ là tối thiểu 0ms, nhưng vẫn phải chờ đến khi Timers phase chạy trong event loop.
    • Nếu có các tác vụ I/O trong Poll phase, setTimeout(0) có thể bị trì hoãn đến vòng lặp sự kiện tiếp theo.
  • setImmediate:
    • Được xử lý trong Check phase, sau khi tất cả các callback I/O đã được xử lý.
    • Được ưu tiên hơn trong trường hợp có I/O, vì nó được thực thi ngay sau Poll phase trong cùng vòng lặp sự kiện.
  • Trường hợp không có I/O: setTimeout(0) thường chạy trước setImmediate.
  • Trường hợp có I/O: setImmediate thường chạy trước setTimeout(0).

5. Ứng dụng thực tế

  • Sử dụng setImmediate: Khi bạn muốn đảm bảo rằng một callback sẽ được thực thi sau khi tất cả các tác vụ I/O trong event loop đã hoàn thành nhưng trước khi các tác vụ setTimeout(0) được thực hiện trong vòng lặp tiếp theo.
  • Sử dụng setTimeout(0): Khi bạn cần thực thi một callback nhanh chóng sau một khoảng thời gian ngắn (gần như ngay lập tức), nhưng có thể bị trì hoãn nếu có tác vụ I/O đang chạy.

Việc chọn setTimeout(0) hay setImmediate phụ thuộc vào ngữ cảnh cụ thể và cách bạn muốn các callback được lên lịch trong event loop của Node.js.

Bài viết liên quan: