Node.js中非阻塞IO和事件迴圈

首先，IO操作無疑是耗時的，當伺服器端接收到大量請求時，為每一個請求建立程式或執行緒的同時，也增加了額外的記憶體開銷，也可能浪費更多的時間資源。由於Node.js是事件驅動的，於是它使用了事件迴圈來解決IO操作帶來的瓶頸問題。在Node.js中，一個IO操作通常會帶有一個回撥函式，當IO操作完成並返回時，就會呼叫這個回撥函式，而主執行緒則繼續執行接下來的程式碼。

簡單的用一個例子來說明這個問題:

[JavaScript] 純文字檢視 複製程式碼
request('http://www.google.com', function(error, response, body) {
  console.log(body);
});
console.log('Done!');

這段程式碼的意思是向'http://www.google.com'發出請求，當請求返回這則呼叫回撥函式輸出響應資訊。由於Node.js的執行機制，這段程式碼執行後，會立即在控制檯輸出'Done!'，然後一段時間後再輸出響應的資訊。

事件迴圈event loop:

接下來，來討論下事件迴圈的機制。首先說說呼叫桟，比如有如下一段程式碼:

[JavaScript] 純文字檢視 複製程式碼
function A(arg, func){
  var a = arg;
  func();
  console.log('A');  
}
   
function B(){
  console.log('B');
} 
A(0, B);

當程式碼執行後，函式A首先被推入呼叫桟中成為棧頂元素並開始執行A，在執行過程中函式B又被推入呼叫桟成為棧頂元素，在B執行完成後，B被彈出呼叫桟，A再次成為棧頂元素，在A執行完成後A被彈出呼叫桟，呼叫桟呈空閒狀態。

    在Javascript執行時中存在一個訊息佇列，而訊息和一個回撥函式相關聯，當一個事件被觸發時，如果這個事件有相應的回撥函式，則該訊息就會被加入到訊息佇列中去。

    回過頭來說事件迴圈到底迴圈的是什麼，在程式碼開始執行後，函式被不斷推入呼叫桟中，就拿上面的例子來講，request被推入呼叫桟中，這個函式將進行一個http請求（這個http請求將交由Node.js的底層模組來實現）同時請求完成的事件和一個回撥函式關聯起來，request被彈出呼叫桟，console.log被推入呼叫桟開始執行。當請求完成時，完成事件被觸發，一條訊息被新增進訊息佇列中，訊息佇列首先會檢查呼叫桟是否為空閒狀態，如果呼叫桟並不空閒，則會一直等待到呼叫桟空閒狀態後，將訊息佇列的頭部彈出，此時與該訊息相關聯的回撥函式被執行。

最後總結:

以上就無阻塞模型和事件迴圈在概念上進行了總結。而這個事件迴圈的機制並不僅僅是Node.js所獨有的，並且Node.js的程式碼是單執行緒執行的，在面對大量併發請求的時候，又有著什麼優勢呢？

上面這張圖展示了Node.js的架構圖，Node.js的底層有一個模組負責維護執行緒池，當一個IO請求發出的時候，Node.js的底層模組將新建一個執行緒來處理請求，完成後再將結果交還給上層。那麼，當有多個請求的時候，Node.js的底層模組將利用盡可能少的執行緒來完成最多的任務，如果存在空閒的執行緒，它將繼續被利用來做其他的事情，這對於前面說的針對每個請求開一個新的程式或執行緒而言，無疑“聰明”許多，也更加高效了。