理解Node.Js事件循環，寫出高性能代碼。

Node.Js事件循環

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事件循環是什麼

首先讓咱們看看事件循環是如何設計的，作了什麼，才能更好的理解它。上圖(來源Node官網)解釋了事件循環的6個階段及執行順序。下面咱們開始探索各階段都作了什麼？

• timers: 此階段執行由setTimeout()和setInterval()註冊的callback。
• pending callbacks: 此階段執行某些系統操做（如TCP錯誤類型）的回調。例如，若是嘗試鏈接時TCP套接字收到ECONNREFUSED，則錯誤回調在這個階段執行。
• idle, prepare: 只在內部使用（忽略）
• pool: 檢索新的IO事件,執行相關IO的callback,node會在適當的時候阻塞。
• check: 此階段執行由setImmediate() 註冊的callbacks
• close callbacks: 該階段執行close 類型的callback,好比 socket.on('close', ...)。

每一個階段執行本身獨立的FIFO隊列裏面註冊的callback。每種類型的回調會註冊到各自的階段中。

簡單的說：JS 代碼中的回調最終會到event loop 中註冊爲事件，event loop 把任務分配給 OS | thread pool (如今操做系統都提供的異步的接口，會優先選擇此選項),最後 event loop 輪詢OS任務完成的事件，取出結果，而後去event queue 中執行對於的callback。

事件循環的理解誤區

• 一個主線程執行用戶代碼，另一個線程執行事件循環。每個異步操做發生時，主線程把工做交給事件循環線程，一旦工做完成，事件循環線程將會通知主線程執行回調。

事件循環的真實狀況

• 僅僅只有一個線程來執行用戶代碼和事件循環(即事件執行循環的線程來執行用戶代碼)，其實Node.Js中的每一個用戶代碼都是在事件循環中被執行的。
  
• 經過下面案例來證實現實的運行狀況:

  const fs = require('fs');
  
  fs.readFile('testFile1.txt', function (err, data) {
      console.log('data read of testFile0.txt');
  
      // 模擬CPU密集型任務
      computing()
  });
  
  fs.readFile('testFile2.txt', function (err, data) {
      console.log('data read of testFile1.txt');
  });
  
  // CPU密集型任務
  function computing() {
      for (let i = 0; i < 10000; i++)//
      {
          for (let j = 0; j < 10000; j++) {
              for (let k = 0; k < 100; k++) { }
          }
      }
  }
  // 輸出結果:
  // 11:55:30 AM  data read of testFile0.txt
  // 11:55:56 AM  data read of testFile1.txt
  複製代碼

• 經過運行結果，發現第二個回調比第一個回調延時了26秒。
• 那是由於第二個回調函數在第一個回調後面執行，由於computing函數佔用的CPU26秒,阻斷了事件循環的進行,所以它延時了。
• 也說明他們共用一個線程，回調函數一個一個（在事件循環中）被順序執行的。

libuv thread pool

• libuv 默認會建立一個線程池，包含4個線程。用於處理異步任務。可是如今的操做系統已經爲I/O任務提供了異步的接口。因此回會優先使用異步接口，避免使用線程池，除非沒法避免的時候。

經過指標分析事件循環是否健康

• Tick Frequency tick頻率（event loop 輪詢頻率）。
• Tick Duration tick 間隔時間（event loop 兩次輪詢間的隔時間）。
• Event Loop Tick 的頻率越高，說明集羣越健康。
• 若是後端IO處理速度很慢，將會形成event loop 輪詢頻率下降。
• Event Loop Latency 事件循環延時。
• 事件循環延時若是明顯增高，說明但代碼中存在CPU密集型任務，須要優化。

總結

• 事件循環的回調函數不會佔用太多 CPU 的計算能力. 由於一旦發生了上述狀況, 則意味着事件循環的執行速度會減慢, 事件得不到及時的處理。
• Node.js 中同一個時刻只會有一個回調函數被執行。