小结Node.js中非阻塞IO和事件循环

学习和使用Node.js已经有两个月，使用express结合mongoose写了一个web应用和一套RESTful web api，回过头来看Node.js官网首页对Node.js的介绍：Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient.那么其中的non-blocking I/O model 意味着什么呢？

非阻塞的IO模型

首先，IO操作无疑是耗时的，当服务器端接收到大量请求时，为每一个请求创建进程或线程的同时，也增加了额外的内存开销，也可能浪费更多的时间资源。

由于Node.js是事件驱动的，于是它使用了事件循环来解决IO操作带来的瓶颈问题。在Node.js中，一个IO操作通常会带有一个回调函数，当IO操作完成并返回时，就会调用这个回调函数，而主线程则继续执行接下来的代码。简单的用一个例子来说明这个问题：

request('http://www.google.com', function(error, response, body) {
   console.log(body);
});
 
console.log('Done!');

这段代码的意思是向'http://www.google.com'发出请求，当请求返回这则调用回调函数输出响应信息。由于Node.js的运行机制，这段代码运行后，会立即在控制台输出'Done!'，然后一段时间后再输出响应的信息。

事件循环 event loop

接下来，来讨论下事件循环的机制。首先说说调用?C，比如有如下一段代码：

function A(arg, func){
  var a = arg;
 
  func();
  console.log('A');  
}
 
function B(){
  console.log('B');
}
 
A(0, B);

当代码执行后，函数A首先被推入调用?C中成为栈顶元素并开始执行A，在执行过程中函数B又被推入调用?C成为栈顶元素，在B执行完成后，B被弹出调用?C，A再次成为栈顶元素，在A执行完成后A被弹出调用?C，调用?C呈空闲状态。

在Javascript运行时中存在一个消息队列，而消息和一个回调函数相关联，当一个事件被触发时，如果这个事件有相应的回调函数，则该消息就会被加入到消息队列中去。

回过头来说事件循环到底循环的是什么，在代码开始执行后，函数被不断推入调用?C中，就拿上面的例子来讲，request被推入调用?C中，这个函数将进行一个http请求（这个http请求将交由Node.js的底层模块来实现）同时请求完成的事件和一个回调函数关联起来，request被弹出调用?C，console.log被推入调用?C开始执行。当请求完成时，完成事件被触发，一条消息被添加进消息队列中，消息队列首先会检查调用?C是否为空闲状态，如果调用?C并不空闲，则会一直等待到调用?C空闲状态后，将消息队列的头部弹出，此时与该消息相关联的回调函数被执行。

小结

以上就无阻塞模型和事件循环在概念上进行了总结。而这个事件循环的机制并不仅仅是Node.js所独有的，并且Node.js的代码是单线程执行的，在面对大量并发请求的时候，又有着什么优势呢？

上面这张图展示了Node.js的架构图，Node.js的底层有一个模块负责维护线程池，当一个IO请求发出的时候，Node.js的底层模块将新建一个线程来处理请求，完成后再将结果交还给上层。那么，当有多个请求的时候，Node.js的底层模块将利用尽可能少的线程来完成最多的任务，如果存在空闲的线程，它将继续被利用来做其他的事情，这对于前面说的针对每个请求开一个新的进程或线程而言，无疑“聪明”许多，也更加高效了。

这篇文章是对学习Node.js的一个总结，其中若有问题和不足，欢迎批评指正。