Node.js Event-loop事件循环

node.js事件循环

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Node.js 是单进程单线程应用程序，但是通过事件和回调支持并发，所以性能非常高。
Node.js 的每一个 API 都是异步的，并作为一个独立线程运行，使用异步函数调用，并处理并发。
Node.js 基本上所有的事件机制都是用设计模式中观察者模式实现。
Node.js 单线程类似进入一个while(true)的事件循环，直到没有事件观察者退出，每个异步事件都生成一个事件观察者，如果有事件发生就调用该回调函数.

事件驱动程序

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想要理解Event Loop，就要从程序的运行模式讲起。运行以后的程序叫做"进程"（process），一般情况下，一个进程一次只能执行一个任务。
如果有很多任务需要执行，不外乎三种解决方法。
（1）排队:因为一个进程一次只能执行一个任务，只好等前面的任务执行完了，再执行后面的任务。
（2）新建进程:使用fork命令，为每个任务新建一个进程。
（3）新建线程:因为进程太耗费资源，所以如今的程序往往允许一个进程包含多个线程，由线程去完成任务。（进程和线程的详细解释，请看这里。）

以JavaScript语言为例，它是一种单线程语言，所有任务都在一个线程上完成，即采用上面的第一种方法。一旦遇到大量任务或者遇到一个耗时的任务，网页就会出现"假死"，因为JavaScript停不下来，也就无法响应用户的行为。
你也许会问，JavaScript为什么是单线程，难道不能实现为多线程吗？
这跟历史有关系。JavaScript从诞生起就是单线程。原因大概是不想让浏览器变得太复杂，因为多线程需要共享资源、且有可能修改彼此的运行结果，对于一种网页脚本语言来说，这就太复杂了。后来就约定俗成，JavaScript为一种单线程语言。（Worker API可以实现多线程，但是JavaScript本身始终是单线程的。）
如果某个任务很耗时，比如涉及很多I/O（输入/输出）操作，那么线程的运行大概是下面的样子。

单线程运行任务示意图

上图的绿色部分是程序的运行时间，红色部分是等待时间。可以看到，由于I/O操作很慢，所以这个线程的大部分运行时间都在空等I/O操作的返回结果。这种运行方式称为"同步模式"（synchronous I/O）或"堵塞模式"（blocking I/O）。
如果采用多线程，同时运行多个任务，那很可能就是下面这样。

多线程运行任务示意图

上图表明，多线程不仅占用多倍的系统资源，也闲置多倍的资源，这显然不合理。
Event Loop就是为了解决这个问题而提出的。Wikipedia这样定义：
Event Loop是一个程序结构，用于等待和发送消息和事件。（a programming construct that waits for and dispatches events or messages in a program.）

简单说，就是在程序中设置两个线程：一个负责程序本身的运行，称为"主线程"；另一个负责主线程与其他进程（主要是各种I/O操作）的通信，被称为"Event Loop线程"（可以译为"消息线程"）。

事件循环示意图

上图主线程的绿色部分，还是表示运行时间，而橙色部分表示空闲时间。每当遇到I/O的时候，主线程就让Event Loop线程去通知相应的I/O程序，然后接着往后运行，所以不存在红色的等待时间。等到I/O程序完成操作，Event Loop线程再把结果返回主线程。主线程就调用事先设定的回调函数，完成整个任务。
可以看到，由于多出了橙色的空闲时间，所以主线程得以运行更多的任务，这就提高了效率。这种运行方式称为"异步模式"（asynchronous I/O）或"非堵塞模式"（non-blocking mode）。
这正是JavaScript语言的运行方式。单线程模型虽然对JavaScript构成了很大的限制，但也因此使它具备了其他语言不具备的优势。如果部署得好，JavaScript程序是不会出现堵塞的，这就是为什么node.js平台可以用很少的资源，应付大流量访问的原因。

代码体现

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创建一个main.js文件

 //引入events模块
 var events = require('events');
 //创建eventEmitter对象 内部类对象
 var eventEmitter = new events.EventEmitter();
 //创建事件处理程序
 var connectHandler = function connected() {
      console.log('连接成功')；
     //触发data_received事件
      evenEmitter.emit('data_received');
 }
 //创建 名为connection 事件，并将事件处理程序（回调函数）绑定到事件上
 eventEmitter.on('connection',connectHandler);
 //创建名为data_reveived事件，并将匿名处理函数（回调函数）绑定到事件上
 eventEmitter.on('data_received',function() {
       console.log('数据接收成功')；
 })
 //触发connection 事件
 eventEmitter.emit('connection');

 console.log("程序执行完毕")；

接下来让我们执行以上代码：

$ node main.js
连接成功
数据接收成功
程序执行完毕

看了上面的程序如果还不懂的话，请看下面的这幅图，并结合最后一段话去理解：

node.js事件循环示意图

事件相当于一个主题(Subject)，而所有注册到这个事件上的处理函数相当于观察者(Observer)。
要点：
1.观察者相当于事件处理程序--被回调的函数。
2.事件就相当于我们认为的任务，比如程序执行期间需要等待I/O这就是一个事件。
3.我们可以把node.js的主线程想像成一个来者不拒的主人，这个人遇到什么事情都不拒绝，但是他处理事情也要找其他人（I/O）帮忙。
他有一个管家叫event loop线程，当事情来得时候，主人告诉管家这个事情，并让管家去找能够解决这个问题的人，然后继续接事情，当能够解决这个事情的人解决了事情，管家就把事情的结果告诉给主人，这里的回调函数可以想象成信鸽，主人将事情的结果放在信鸽身上（结果为参数，信鸽为回调函数载体），完成整个任务，这就说明node.js是异步执行的语言，非阻塞的语言，这也就是node.js性能高的原因。
4.node.js使用的是javascript语法，javascript语法是单线程的，当用户触发事件，事件会产生消息，消息会进入消息列表，在消息进入列表的同时，回调函数也进入列表，当消息出队列时，回调函数被调用。整个底层过程就是这样的

吴海星译

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谢天谢地，实际情况不是这样的。当浏览器中有I/O操作时，该操作会在事件轮询的外面执
行（脚本执行的主顺序之外），然后当这个I/O操作完成时，它会发出一个“事件”，①会有一个函
数（通常称作“回调”）处理它，如图1-1所示。

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