Node.js のイベントループとは何で、どのように動作しますか？

Question

Accepted Answer

**イベントループ** は、シングルスレッドの Node.js が **ノンブロッキング I/O** を実行できるようにする仕組みです。コールバックのキューを継続的に処理します。あなたの JavaScript が 1 つのスレッドで動いている間、I/O 操作は別の場所へ委譲され、完了したときにそのコールバックがループによって実行されます。

## ループのフェーズ

各イテレーション（「tick」）は、順序付けられたフェーズを順に進み、それぞれが独自のコールバックキューを持ちます。

```text
   ┌───────────────────────────┐
┌─>│   timers (setTimeout)     │  ← expired timer callbacks
│  ├───────────────────────────┤
│  │   pending I/O callbacks   │
│  ├───────────────────────────┤
│  │   poll (I/O events)       │  ← retrieve new I/O; execute their callbacks
│  ├───────────────────────────┤
│  │   check (setImmediate)    │
│  ├───────────────────────────┤
└──│   close callbacks         │
   └───────────────────────────┘
```

## マイクロタスクはフェーズ間で実行される（高優先度）

```js
console.log("1");                          // sync
setTimeout(() => console.log("2"), 0);     // timers phase (macrotask)
setImmediate(() => console.log("3"));      // check phase
Promise.resolve().then(() => console.log("4")); // microtask
process.nextTick(() => console.log("5"));  // nextTick — highest priority
console.log("6");
// Output: 1, 6, 5, 4, 2/3 (timer vs immediate order can vary)
```

各フェーズの後（および同期コードの後）、Node は **マイクロタスク** を排出します。まず `process.nextTick` のコールバック、次に Promise のコールバックを、次へ進む *前* に処理します。これが、解決済みの Promise が `setTimeout(…, 0)` より先に実行される理由です。

## なぜスレッドなしで並行性を実現できるのか

```text
A DB query or file read is handed to the OS/thread pool → Node keeps running
other code → when the result is ready, its callback is queued → the loop runs it.
One thread, thousands of in-flight operations.
```

## 鉄則: ループをブロックしてはならない

```js
// ❌ a long synchronous loop freezes EVERYTHING — no other callback can run
while (Date.now() - start < 5000) {}
```

単一のスレッドをブロックすると、すべてのリクエスト処理が停止します。CPU 負荷の高い処理はワーカースレッドへ委譲しましょう。

## なぜ重要なのか

イベントループは Node のパフォーマンスモデルの中核です。そのフェーズとマイクロタスクの優先順位を理解することで、非同期の実行順序、Node が 1 つのスレッドで膨大な並行処理をこなせる理由、そして決してブロックしてはならないという重要な原則が説明できます。

これは、正しく高性能な Node コードを書くため、そして驚くような非同期実行順序をデバッグするための基礎となります。