理解 node.js 的事件迴圈

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node.js 的第一個基本觀點是，I/O 操作是昂貴的：

 

目前的編程技術最大的浪費來自等待 I/O 操作的完成。有幾種方法可以解決這些對效能的影響（來自 Sam Rushing）：
　　同步：依次處理單個請求。
　　　　優點：簡單。
　　　　缺點：任何一個請求都會阻塞其餘請求。
　　建立新進程：為每個請求建立一個進程處理
　　　　優點：容易。
　　　　缺點：擴充性不好，數百個串連意味著數百個進程。fork()是 Unix 程式員的鎚子。因為它很有用，所有的問題都像是釘子。但這通常是多餘的。
　　線程：為每個請求建立一個線程處理。
　　　　優點：容易；由於線程的開銷通常都很小，相比於使用 fork 對核心更友好。
　　　　缺點：你的機器可能沒有線程，並且線程編程很容易變得複雜，也存在如何訪問共用資源的問題。

第二個基本觀點是，單線程串連非常消耗記憶體。

Apach 是多線程的：為每一個請求建立一個線程（或者進程，這取決於配置）。你可以看到增加當前串連數是如何消耗記憶體的，多個線程需要同時服務多個客戶。Nginx 和 Node.js 不是多線程的，因為多線程和多進程會帶來沉重的記憶體開銷。它們是單線程的，但是基於事件的。通過單線程處理多個串連，解決數千個線程/進程的開銷問題。

Node.js 為代碼保持著單線程的運行環境

Node.js 確實是單線程啟動並執行：你不能執行任何並發代碼；例如“sleep”，這會使伺服器停止。

 

當代碼運行時，node.js不會響應用戶端的其他請求，因為它只有一個線程在執行代碼。或者你可以使用一些 CPU-密集型代碼，例如，調整圖片尺寸，這仍然會阻塞其他請求。

 然而，一切代碼都能並存執行

並沒有辦法讓代碼在單線程中並行運行。除了所有的 I/O 操作和非同步事件，以下代碼並不會阻塞伺服器：[codesyntax lang="javascript"]

 

在一個請求中執行以上代碼，資料庫在休眠時其他請求也能被很好的處理。

這樣有什麼好處？我們什麼時候應該將同步改為非同步/並存執行？

同步執行是好方法，因為這使代碼編寫變得簡單（與多線程相比，並發問題導致了 WTFs）。

在 node.js 中，你不需要擔心後台會發生什麼：只需要使用回調執行 I/O 操作；這保證了你的代碼不會被中斷，同時 I/O 操作不會阻塞其他請求，每個請求也不會增加線程/進程的開銷（例如，Apache 中的記憶體開銷）。

非同步 I/O 操作也是好方法，因為 I/O 操作相較於大多數代碼的執行更昂貴，我們應該做其他的事情，而不是等待 I/O 操作

 

時間迴圈是“一個能夠加工和處理外來事件並將它們轉換為回調調用的實體”。因此 I/O 調用的關鍵在於 Node.js 能夠從一個請求切換到另一個請求。在一個 I/O 調用中，代碼會儲存回呼函數，並將控制權返回給 node.js 的運行時環境。當資料可用時回呼函數將被調用。

當然，在後台中，有用於資料庫訪問和執行進程的線程和進程。然而，這並沒有使代碼暴露，因此你不需要為 I/O 操作擔心，例如，資料庫或者其他進程對於每一個請求都是非同步，這些線程的執行結果會通過事件迴圈返回給代碼。與 Apache 模式相比，不需要為每個串連提供單個線程，因此需要更少的線程和線程開銷；只有當真的需要並行運行時，即使管理權在 Node.js 也能夠運行。

除了 I/O 操作的調用，Node.js 希望其他的所有請求都能迅速響應；例如：CPU-密集型工作應該被拆分到互動事件的進程中，或者像 WebWorkers 那樣抽象的使用。（顯然地）這意味著在後台沒有其他的線程並發運行互動事件。基本上，所有的監聽事件對象（都是　EventEmitter 的執行個體）都支援非同步互動事件，你能夠以這種方式與阻塞代碼互動，例如使用 files，sockets 或者子進程，這些在 Node.js 中都是 EventEmitters。[多核][8]也可以使用這種方法，請參見：node-http-proxy

內部實現

在內部，node.js 依賴於 libev 實現事件迴圈，以 libeio 為輔助，使用混合線程實現非同步 I/O 操作。要想學習更多，就需要查看 libev 的文檔。

如何在 Node.js 中使用非同步？

Tim Caswell 在他出色的演講中描述了這種模式：

　　First-class 函數。例如，我們將函數作為參數傳遞，在需要的時候執行他們。
　　Function 形式。也被稱作匿名函數或者閉包函數，當 I/0 操作完成後執行。

 

原文：Understanding the node.js event loop

 

理解 node.js 的事件迴圈