[node.js] 非同期callstackを解説！

node.jsを勉強していて、callstackの問題にぶつかって、理解したことを書いていきます。

コード例

まず以下のコードを実行してみます。

これはもちろん以下のような出力結果が得られます。

では、以下のコードはどうでしょう？

setTimeout関数で、2000を指定。つまり、2秒後に内部の処理がなされるということです。

なので、以下のような出力結果になります。

ここまではcallstackなどは考えずに、単純にコードを追うだけで処理を理解できるかと思います。

では次のコードは、どのような出力結果になるでしょうか？

setTimeout関数が２つ出てきます。

２つめのsetTimeout関数で、time指定が0に指定されているので0秒後、つまり、何も待たずに内部の処理が実行されます。

以下のような出力結果になります。

あれ？？

以下のような出力結果を予想したのではないでしょうか？

ここで出てくるのがcallstackの概念です。

callbackの詳細をみていきましょう！

callstack（同期処理）

まず同期処理の例でcallstackを解説します。

以下のコードを実行します。

これは下図のように処理が行われています。

1.まず、main()関数が呼び出される。main関数は、ラッパー関数です。

2. add()関数がstackに積まれる。

呼び出されるまで内部の処理は実行されない。

3. result変数が定義される。

4. add()が呼び出される。

5. add()の内部処理がされる。

6. console.log()が処理される。

同期処理では以上のようにcallstackが使われます。

次は、非同期処理をみていきます。

callstack（非同期処理）

以下の図のように、callstackだけでなく、node APIs・Callback Queueという概念も出てきます。

では、先ほどのコード例で処理を追っていきましょう。

1. console.log(‘Starting app’)がcallstackに積まれる。

2. setTimeout(2000)をNode APIsで待機させる。

setTimeout関数はnode.jsのAPIなので、main()関数上で処理をせずに待機させる。

今回の場合は、2000の指定があるので2秒間待機する

3. setTimeout(0)をNode APIsで待機させる。

4.  0秒経過したので、setTimeout(0)をCallback Queueに積む。

0秒が経過数と、そのままcallbackを処理するのではなく、Queueに積んで、callbackを処理する順番待ちを行う。

Callback Queueに積まれたcallbackは、Event Loopで処理されるのだが、

Callstack上の処理が何もなくなったタイミングで、Queueから取り出されてcallbackが処理される。

5. console.log(‘Finishing app’);を実行する。

6. main()関数を閉じる。

7. callback(0)を実行

8.  2秒経過したので、setTimeout(2000)をQueueに積む。

9. setTimeout(2000)を実行

以上の処理順なので、以下のような出力結果になります。

まとめ

nodeをマスターするにはまずcallstackなどの処理を理解しないとですね。

おすすめ書籍