Node.js 事件循环简单介绍

1.简介

Node.js 事件循环是 Node.js 运行时环境中的一个核心机制，用于管理异步操作和回调函数的执行顺序。它基于事件驱动模型，通过事件循环来处理和派发事件，以及执行相应的回调函数。

• Node.js 是单进程单线程应用程序，但是因为 V8 引擎提供的异步执行回调接口，通过这些接口可以处理大量的并发，所以性能非常高。
• Node.js 几乎每一个 API 都是支持回调函数的。
• 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.

2.Node.js事件循环流程分析

Node.js 事件循环的主要步骤包括：

• 执行同步代码：首先，Node.js 会执行当前代码中的同步任务，以及它们所调用的同步函数。
• 执行异步代码：若有异步操作（例如 I/O 操作或网络请求），Node.js 会将其放入事件队列（Event Queue）中，然后继续执行后续的同步任务。
• 处理事件队列：当同步任务执行完毕或达到一个阈值时，Node.js 将开始处理事件队列。它会依序取出事件队列中的事件，执行相应的回调函数，并处理可能的新事件。
• 重复上述步骤：Node.js 会重复执行前述的步骤，直到事件队列为空。

对于每个事件的处理过程，Node.js 会执行以下操作：

• 执行回调函数：Node.js 会将事件从事件队列中取出，然后执行与该事件相关联的回调函数。
• 执行可能的同步操作：回调函数的执行过程中，可能会引发新的同步操作，Node.js 会立即执行这些同步操作。
• 返回控制权：回调函数的执行完毕后，Node.js 将返回控制权给事件循环，继续处理下一个事

总结：
Node.js 使用事件驱动模型，当web server接收到请求，就把它关闭然后进行处理，然后去服务下一个web请求。

当这个请求完成，它被放回处理队列，当到达队列开头，这个结果被返回给用户。

这个模型非常高效可扩展性非常强，因为 webserver 一直接受请求而不等待任何读写操作。（这也称之为非阻塞式IO或者事件驱动IO）

在事件驱动模型中，会生成一个主循环来监听事件，当检测到事件时触发回调函数。

整个事件驱动的流程就是这么实现的，非常简洁。有点类似于观察者模式，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)。

3.时间循环举例说明

Node.js 有多个内置的事件，我们可以通过引入 events 模块，并通过实例化 EventEmitter 类来绑定和监听事件，如下实例：

// 引入 events 模块
var events = require('events');
// 创建 eventEmitter 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 
   eventEmitter.emit('data_received');
}
 
// 绑定 connection 事件处理程序
eventEmitter.on('connection', connectHandler);
 
// 使用匿名函数绑定 data_received 事件
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。");

执行结果：

$ node test_event.js
连接成功。
数据接收成功。
程序执行完毕。

4.Node.js工作解析

当你运行一个 Node 应用程序时，它会经历以下步骤：

• 初始化：Node.js 在启动应用程序之前进行初始化操作，加载所需的模块和依赖项。
• 执行顶层代码：Node.js 开始执行应用程序的顶层代码，包括变量声明、函数定义等同步操作。
  下面是一个简单的例子：

const http = require('http');

function onRequest(request, response) {
  response.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' });
  response.write('Hello, World!');
  response.end();
}

const server = http.createServer(onRequest);
server.listen(3000);
console.log('Server is running on port 3000');

在这个例子中，我们通过 http 模块创建了一个 HTTP 服务器，并将其绑定到 3000 端口。当服务器收到请求时，会调用 onRequest 函数处理请求并返回响应。

• 异步操作和回调函数：Node.js 在执行顶层代码后，处理应用程序中的异步操作。这包括处理网络请求、文件读写、数据库查询等。举个例子，假设我们的应用程序要读取一个文件并将其中的内容打印到控制台：

const fs = require('fs');

fs.readFile('data.txt', 'utf8', function (error, data) {
  if (error) {
    console.error('Error:', error);
    return;
  }
  console.log('File content:', data);
});

在这个例子中，我们使用 fs 模块异步地读取名为 data.txt 的文件。读取操作完成后，调用回调函数来处理读取的文件内容。

• 事件循环：Node.js 的事件循环在后台运行，不断地检查事件队列，并执行相应的回调函数。
  如果我们将上述的 HTTP 服务器和文件读取的例子结合起来：

const http = require('http');
const fs = require('fs');

function onRequest(request, response) {
  fs.readFile('data.txt', 'utf8', function (error, data) {
    if (error) {
      response.writeHead(500, { 'Content-Type': 'text/plain' });
      response.write('Internal Server Error');
      response.end();
      return;
    }
    response.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' });
    response.write(data);
    response.end();
  });
}

const server = http.createServer(onRequest);
server.listen(3000);
console.log('Server is running on port 3000');

现在，当收到 HTTP 请求时，服务器会异步地读取文件，并在读取完成后发送文件内容作为响应。

• 关闭应用程序：当应用程序终止或手动关闭时，Node.js 会执行一些清理操作并释放资源。
  上述例子中的应用程序可以通过按下 Ctrl+C 组合键来关闭。
  Node.js 的运行方式使它适用于处理高并发和实时应用程序，因为它能够以非阻塞的方式处理异步操作，提供高性能和可伸缩性。