Node.js: البرمجة غير المتزامنة

آخر تحديث: 2026-08-26

1. القصة: خدمة تم حظرها لمدة 200 مللي ثانية

عادةً ما تستجيب خدمة واجهة برمجة التطبيقات (API) الخاصة بـ«بوب» في غضون 5 مللي ثانية فقط، ولكن خلال ساعات الذروة، ارتفعت أوقات الاستجابة بشكل حاد لتصل إلى 2,000 مللي ثانية. استمر المستخدمون في تقديم الشكاوى، وفي البداية، اعتقد «بوب» أن قاعدة البيانات كانت بطيئة، لكن إضافة الفهارس لم تساعد. لاحقًا، باستخدام console.time لتشخيص المشكلة خطوة بخطوة، اكتشف أن فرز مصفوفة JSON متزامنة كبيرة كان يستغرق 200 مللي ثانية — وكانت هذه العملية التي تستغرق 200 مللي ثانية تعطل حلقة الأحداث، مما تسبب في انتظار جميع الطلبات الموجودة في قائمة الانتظار حتى تنتهي. بعد فهم كيفية عمل حلقة الأحداث، استخدم بوب setImmediate لتقسيم عملية الفرز إلى أجزاء أصغر وتنفيذها بالتتابع، مما أدى إلى تقليل أوقات الاستجابة خلال ساعات الذروة إلى 50 مللي ثانية.

ستتعلم:

• المسؤوليات وتسلسل المراحل الست لحلقة الأحداث
• أولوية قائمة انتظار المهام الصغيرة (process.nextTick / Promise.then)
• جدولة قوائم انتظار المهام الكبرى (setTimeout / setImmediate / I/O)
• ترتيب التنفيذ بين setTimeout و setImmediate و .nextTick في العملية
• لماذا يحظى setImmediate بالأولوية على setTimeout في سياق الإدخال/الإخراج
• مخاطر حجب حلقة الأحداث واستراتيجيات تقسيمها

2. المراحل الست لحلقة الأحداث

تعمل حلقة الأحداث في Node.js بواسطة مكتبة libuv وتمر بست مراحل متتالية. تبدأ كل دورة من الدورة بـ«المؤقتات» وتنتهي بـ«استدعاءات الإغلاق»، ثم تعود إلى «المؤقتات» لبدء الدورة التالية.

flowchart TD
    A["timers<br/>setTimeout / setInterval"] --> B["pending callbacks<br/>System-Level Callbacks"]
    B --> C["idle, prepare<br/>For internal use only"]
    C --> D["poll<br/>I/O callbacks / new I/O polling"]
    D --> E["check<br/>setImmediate"]
    E --> F["close callbacks<br/>socket.on('close')"]
    F --> A

flowchart TD
    A["timers<br/>setTimeout / setInterval"] --> B["pending callbacks<br/>System-Level Callbacks"]
    B --> C["idle, prepare<br/>For internal use only"]
    C --> D["poll<br/>I/O callbacks / new I/O polling"]
    D --> E["check<br/>setImmediate"]
    E --> F["close callbacks<br/>socket.on('close')"]
    F --> A

3. المهام الصغيرة والمهام الكبيرة

(1) (3.1) قائمة انتظار المهام الصغيرة

يتم تنفيذ المهام الصغيرة بالكامل بعد انتهاء المرحلة الحالية وقبل بدء المرحلة التالية. وتحتوي قائمة انتظار المهام الصغيرة على مستويين من الأولوية:

▶ مثال: nextTick له الأسبقية على Promise.then

process.nextTick(() => {
  console.log('nextTick 1');
});

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('promise.then 1');
});

process.nextTick(() => {
  console.log('nextTick 2');
});

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('promise.then 2');
});

nextTick 1
nextTick 2
promise.then 1
promise.then 2

(2) (3.2) قائمة انتظار المهام الكبيرة

يتم جدولة المهام الكبيرة في كل مرحلة من مراحل حلقة الأحداث، حيث تقوم كل مرحلة بتنفيذ المهام الكبيرة المرتبطة بها.

4. setTimeout مقابل setImmediate مقابل process.nextTick

▶ مثال: ترتيب تنفيذ السياقات الخارجية غير محدد

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

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

في سياق غير متعلق بعمليات الإدخال/الإخراج، يكون ترتيب تنفيذ setTimeout وsetImmediate غير محدد — فهو يعتمد على جدولة العمليات في النظام، ويمكن أن يتم تنفيذ أي منهما أولاً.

▶ مثال: في سياق الإدخال/الإخراج، يتم دائمًا تنفيذ setImmediate أولاً

const fs = require('fs');

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

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

setImmediate
setTimeout

يتم تنفيذ عمليات الاستدعاء المرتدة لعمليات الإدخال/الإخراج (I/O) خلال مرحلة الاستقصاء؛ وبمجرد اكتمالها، تنتقل العملية إلى مرحلة الفحص (setImmediate)، ولا تنتقل إلى الجولة التالية من مرحلة المؤقتات (setTimeout) إلا بعد ذلك.

▶ مثال: process.nextTick يأتي دائمًا في المرتبة الأولى

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

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

process.nextTick(() => {
  console.log('nextTick');
});

nextTick
setTimeout   (or setImmediate, depends on scheduling)
setImmediate

5. مقارنة بين المهام الصغيرة والمهام الكبيرة

▶ مثال: المهام الصغيرة المتخللة بين المهام الكبيرة

setTimeout(() => {
  console.log('timeout 1');
  Promise.resolve().then(() => {
    console.log('promise between 1 and 2');
  });
}, 0);

setTimeout(() => {
  console.log('timeout 2');
}, 0);

timeout 1
promise between 1 and 2
timeout 2

بعد الانتهاء من كل مهمة كبرى، يتم مسح قائمة انتظار المهام الصغيرة قبل تنفيذ المهمة الكبرى التالية.

6. مخاطر تعطيل حلقة الأحداث وكيفية تجنبها

▶ مثال: إعاقة حلقة الأحداث

const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  const start = Date.now();
  while (Date.now() - start < 200) {}
  res.end('done');
});

server.listen(3000, () => {
  console.log('Server running on port 3000');
});

يؤدي كل طلب إلى تعطيل حلقة الأحداث لمدة 200 مللي ثانية، ولا يمكن خلال هذه المدة معالجة أي طلبات أخرى.

▶ مثال: تقسيم المهام طويلة الأمد باستخدام setImmediate

function chunkedSort(arr, compareFn, callback) {
  const CHUNK = 1000;
  let offset = 0;

  function sortChunk() {
    const end = Math.min(offset + CHUNK, arr.length);
    for (let i = offset; i < end; i++) {
      for (let j = i + 1; j < end; j++) {
        if (compareFn(arr[i], arr[j]) > 0) {
          [arr[i], arr[j]] = [arr[j], arr[i]];
        }
      }
    }
    offset = end;
    if (offset < arr.length) {
      setImmediate(sortChunk);
    } else {
      callback(arr);
    }
  }

  setImmediate(sortChunk);
}

chunkedSort(
  [5, 3, 8, 1, 9, 2, 7, 4, 6],
  (a, b) => a - b,
  (result) => {
    console.log('Sorted:', result);
  }
);

7. مثال شامل: برنامج نصي للتحقق من ترتيب تنفيذ حلقة الأحداث

يتحقق البرنامج النصي التالي من تسلسل التنفيذ الكامل لـ setTimeout → process.nextTick → setImmediate → Promise.then → استدعاء I/O.

const fs = require('fs');

console.log('--- Script start ---');

setTimeout(() => {
  console.log('1. setTimeout (macrotask - timers)');
}, 0);

setImmediate(() => {
  console.log('2. setImmediate (macrotask - check)');
});

process.nextTick(() => {
  console.log('3. process.nextTick (microtask - highest)');
});

Promise.resolve().then(() => {
  console.log('4. Promise.then (microtask)');
});

fs.readFile(__filename, () => {
  console.log('5. I/O callback (poll phase)');

  setTimeout(() => {
    console.log('6.   inner setTimeout');
  }, 0);

  setImmediate(() => {
    console.log('7.   inner setImmediate');
  });

  process.nextTick(() => {
    console.log('8.   inner nextTick');
  });

  Promise.resolve().then(() => {
    console.log('9.   inner Promise.then');
  });
});

console.log('--- Script end ---');

--- Script start ---
--- Script end ---
3. process.nextTick (microtask - highest)
4. Promise.then (microtask)
1. setTimeout (macrotask - timers)
2. setImmediate (macrotask - check)
5. I/O callback (poll phase)
8.   inner nextTick
9.   inner Promise.then
7.   inner setImmediate
6.   inner setTimeout

تحليل ترتيب التنفيذ:

1. يتم تشغيل الكود المتزامن أولاً، ويُخرج «Script start» و«Script end»
2. إنجاز المهام الصغيرة بعد انتهاء المرحلة الحالية: nextTick → Promise.then
3. الدخول إلى مرحلة «المؤقتات»: setTimeout
4. الدخول إلى مرحلة الفحص: setImmediate
5. تنفيذ عملية الاستدعاء المرتد خلال مرحلة الاستقصاء بعد اكتمال عملية الإدخال/الإخراج
6. مسح المهمة الصغيرة بعد اكتمال استدعاء رد الإدخال/الإخراج: inner nextTick → inner Promise.then
7. عند انتهاء الاستطلاع، أدخل الأمر التالي: inner setImmediate
8. الجولة التالية من المؤقتات: setTimeout الداخلي

❓ أسئلة شائعة

📖 ملخص

• المقال: المفاهيم الأساسية واستخدام «خدمة محجوبة لمدة 200 مللي ثانية»
• المفاهيم الأساسية واستخدامات المراحل الست لحلقة الأحداث
• المفاهيم الأساسية للمهام الصغيرة والمهام الكبيرة وكيفية استخدامها
• المفاهيم الأساسية واستخدامات setTimeout و setImmediate و process.nextTick
• المفاهيم الأساسية واستخدامات المهام الصغيرة مقابل المهام الكبيرة
• مخاطر حجب حلقة الأحداث، والمفاهيم الأساسية لتجنبها، وكيفية القيام بذلك
• مثال شامل: التحقق من ترتيب تنفيذ حلقة الأحداث — المفاهيم الأساسية واستخدام البرامج النصية

📝 تمارين

1. أكمل جميع أمثلة الأكواد الواردة في هذا الدرس وتأكد من أن كل منها يعمل بشكل صحيح.
2. قم بتعديل المثال الشامل وأضف الإضافات الخاصة بك
3. راجع الوثائق الرسمية، وحدد واجهة برمجة تطبيقات (API) واحدة أو اثنتين لم يتم تناولهما في هذا الدرس، واكتب كود اختبار لهما.
4. التأمل: كيف ستطبق ما تعلمته في هذا الدرس على مشروع في الواقع العملي؟
5. حاول أن تجمع بين ما تعلمته في هذا الدرس والمواد التي درستها في الدروس السابقة لإنشاء مشروع صغير.

فريق Web-Tutorial التقني

منصة دروس برمجية يديرها عدة مطورين. كل درس يتم كتابته ومراجعته بواسطة مطورين متخصصين في المجال. نعمل على ضمان دقة وموثوقية المحتوى — إذا لاحظت أي مشكلة، فيرجى إخبارنا.

من نحن