node.js中的事件轮询Event Loop

任务队列/事件队列

　　"任务队列"是一个事件的队列，IO设备完成一项任务，就在"任务队列"中添加一个事件，表示相关的异步任务可以进入"执行栈"了。主线程读取"任务队列"，就是读取里面有哪些事件。

　　"任务队列"中的事件，除了IO设备的事件以外，还包括一些用户产生的事件（比如鼠标点击、页面滚动等等）。只要指定过回调函数，这些事件发生时就会进入"任务队列"，等待主线程读取。

　　所谓"回调函数"（callback），就是那些会被主线程挂起来的代码。异步任务必须指定回调函数，当主线程开始执行异步任务，就是执行对应的回调函数。

　　"任务队列"是一个先进先出的数据结构，排在前面的事件，优先被主线程读取。主线程的读取过程基本上是自动的，只要执行栈一清空，"任务队列"上第一位的事件就自动进入主线程。

异步执行

　　JavaScript语言的一大特点就是单线程，单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。如果排队是因为计算量大，CPU忙不过来，倒也算了，但是很多时候CPU是闲着的，因为IO设备（输入输出设备）很慢（比如Ajax操作从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行。

　　JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程完全可以不管IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回了结果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。于是，所有任务可以分成两种：

• 一种是同步任务（synchronous）：指的是，在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务
• 一种是异步任务（asynchronous）：指的是，不进入主线程、而进入"任务队列"的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行。

异步执行的过程如下：

（1）所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）。

（2）主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。

（3）一旦"执行栈"中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行。

（4）主线程不断重复上面的第三步。

Node.js的事件轮询Event Loop

　　在Node.js底层有一个线程池，线程池专门用来执行各种堵塞操作，这样不会影响单线程这个主线程进行队列中事件轮询和一些任务执行，线程池操作完以后，又会作为事件生产者将操作结果放入同一个队列中。

一个事件轮询Event Loop需要三个组件：

1. 事件队列Event Queue，属于FIFO模型，一端推入事件数据，另外一端拉出事件数据，两端只通过这个队列通讯，属于一种异步的松耦合。
2. 队列的读取轮询线程，事件的消费者，Event Loop的主角。
3. 单独线程池Thread Pool，专门用来执行长任务，重任务，干繁重体力活的。

　　在Node.js中，因为只有一个单线程不断地轮回查询队列中是否有事件，对于数据库 文件系统等I/O操作，包括HTTP请求等等这些容易堵塞等待的操作，如果也是在这个单线程中实现，肯定会堵塞影响其他工作任务的执行，Javascript/Node.js会委托给底层的线程池执行，并会告诉线程池一个回调函数，这样单线程继续执行其他事情，当这些堵塞操作完成后，其结果与提供的回调函数一起再放入队列中，当单线程从队列中不断读取事件，读取到这些堵塞的操作结果后，会将这些操作结果作为回调函数的输入参数，然后激活运行回调函数。

　　请注意，Node.js的这个单线程不只是负责读取队列事件，还会执行运行回调函数，这是它区别于多线程模式的一个主要特点，多线程模式下，单线程只负责读取队列事件，不再做其他事情，会委托其他线程做其他事情（特别是多核的情况下，一个CPU核负责读取队列事件，一个CPU核负责执行激活的任务，这种方式最适合很耗费CPU计算的任务），反过来，Node.js的执行激活任务也就是回调函数中的任务还是在负责轮询的单线程中执行，这就注定了它不能执行CPU繁重的任务，比如JSON转换为其他数据格式等等，这些任务会影响事件轮询的效率。