CommonJS/ESM 中的 process.nextTick 与从 queueMicrotask 执行顺序是什么？

一、why?

在 Node.js 中 promise.then 的优先级往往低于 process.nextTick 的优先级，但是也不是绝对的。 在 ESM 中测试时候，问题发生了反转。

二、前置知识：Node.js 脚本执行的各个阶段

阶段	描述
启动阶段 (Start)	- 执行全局模块的代码。
	- 初始化全局变量和函数。
事件循环阶段	timer 阶段: 执行 setTimeout 或 setInterval 注册的回调函数。
	pending callback 阶段: 执行上一轮事件循环遗留的被延时的 I/O 回调函数。
	idle prepare 阶段: 仅用于 Node.js 内部模块的使用。
	poll 轮询阶段: 执行异步 I/O 的回调函数；计算当前轮询阶段阻塞后续阶段的时间。
	check 阶段: 当 poll 阶段回调函数队列为空时，执行 setImmediate 回调函数。
	close 阶段: 执行注册 close 事件的回调函数。
执行微任务 (Microtasks)	- 处理 process.nextTick 注册的回调函数。
	- 处理 Promise 的回调函数。
清理阶段 (Cleanup)	- 执行一些清理工作，例如关闭文件描述符等。
退出阶段 (Exit)	- 执行 process.on('exit') 注册的回调函数。

三、执行脚本

从事件循环中，围绕其周围的任务，都会与微任务队列进行交互 nextTickQueue 和 Promise Queue 和 microstack 进行交互。

四、问题模拟

定义两个文件:

• CommonJS： index.cjs
• ESM： index.mjs

内容都是一样的：

process.nextTick(() => console.log(1));
Promise.resolve().then(() => console.log(2));

• 执行 index.cjs 输出的顺序是： 1 2
• 执行 index.mjs 输出的顺序是: 2 1

五、为什么？

这是因为，当作为 ESM 运行时，脚本实际上已经处于微任务阶段。因此，从那里排队的新微任务将在“”回调之前执行nextTick。

esm 使用 async/await 评估

在 Node 中，ESM 模块脚本实际上是通过 async/await 函数进行评估的：

async run() {
    // ...
    try {
      await this.module.evaluate(timeout, breakOnSigint);
    } catch (e) {
      // ...
    }
}

因此，这意味着当我们的脚本运行时，我们已经进入微任务阶段，因此从那里排队的新微任务将首先执行。

cjs 在 poll 阶段

在 commonjs 代码中，依然是同步运行，代码运行处在事件循环的轮询 （poll）阶段

但当作为 CommonJS 运行时，仍处于轮询阶段。入口点就在这里，然后一切直到实际评估都是同步的。

setImmediate(() => {
  let winner;
  console.log("轮询的结果：");
  queueMicrotask(() => {
    if (!winner) console.log(winner = "microtask");
  });
  process.nextTick(() => {
    if (!winner) console.log(winner = "nextTick");
  });
});
// 轮询的结果：
// nextTick

在 setImmediate 中进行，处于检查阶段，在里面创建两个任务 queueMicrotask 和 process.nextTick, 输出的结果是 nextTick, 说明 process.nextTick 的优先级高。

六、结论

本文关注 esm 下 nextTick 与 promise.then 执行顺序的差异行为。在 ESM 中由于在 async/await 的上下文中 已经处于微任务的环境中 promise.then 直接加入微任务队列中，比 process.nextTick 更快执行。