Node.js | Event Loop(事件循環)

簡介

Node.js是單進程單線程應用程序，但是因為V8引擎提供的異步執行回調接口，通過這些接口可以處理大量的並發，所以性能非常高。
Node.js幾乎每一個API都是支持回調函數的。
Node.js基本上所有的事件機制都是用設計模式中觀察者模式實現。
Node.js單線程類似進入一個while(true)的事件循環，直到沒有事件觀察者退出，每個異步事件都生成一個事件觀察者，如果有事件發生就調用該回調函數。

事件驅動程序

Node.js使用事件驅動模型，當web server接收到請求，就把它關閉然後進行處理，然後去服務下一個web請求。
當這個請求完成，它被放回處理隊列，當到達隊列開頭，這個結果被返回給用戶。
這個模型非常高效可擴展性非常強，因為web server一直接受請求而不等待任何讀寫操作。(這也稱之為非阻塞式I/O或者事件驅動I/O)
在事件驅動模型中，會生成一個主循環來監聽事件，當檢測到事件時觸發回調函數。

整個事件驅動的流程就是這麼實現的，非常簡潔。有點類似於觀察者模式，事件相當於一個主題(Subject)，而所有註冊到這個事件上的處理函數相當於觀察者(Observer)。

Node.js有多個內置的事件，我們可以通過引入events模組，並通過實例化EventEmitter類來綁定和監聽事件：

// 引入 events 模組
var events = require('events');
// 建立 eventEmitter 對象
var eventEmitter = new events.EventEmitter();

綁定事件處理程序：

1 2	// 綁定事件及事件的處理程序 eventEmitter.on('eventName', eventHandler);

程序觸發事件：

1 2	// 觸發事件 eventEmitter.emit('eventName');

實際範例

// 引入 events 模組
var events = require('events');
// 建立 eventEmitter 對象
var eventEmitter = new events.EventEmitter();
 
// 建立事件處理程序
var connectHandler = function connected() {
   console.log('連接成功。');
  
   // 觸發 data_received 事件
   eventEmitter.emit('data_received');
}
 
// 綁定 connection 事件處理程序
eventEmitter.on('connection', connectHandler);
 
// 使用匿名函數綁定 data_received 事件
eventEmitter.on('data_received', function(){
   console.log('資料接收成功。');
});
 
// 觸發 connection 事件
eventEmitter.emit('connection');
 
console.log('程序執行完畢。');

執行結果：

$ node main.js
連接成功。
資料接收成功。
程序執行完畢。

Node 應用程序是如何工作的？

在Node應用程序中，執行異步操作的函數將回調函數作為最後一個參數，回調函數接收錯誤對像作為第一個參數。

前面的範例，建立一個input.txt，文件內容如下：

1	J.J.'s Blogs 技術筆記 http://localhost:4000/

main.js，程式如下：

var fs = require("fs");

fs.readFile('input.txt', function (err, data) {
   if (err){
      console.log(err.stack);
      return;
   }
   console.log(data.toString());
});
console.log("執行完畢");

以上程序中fs.readFile()是異步函數用於讀取文件。如果在讀取文件過程中發生錯誤，錯誤err對象就會輸出錯誤訊息。

如果沒發生錯誤，readFile 跳過err對象的輸出，文件內容就通過回調函數輸出。

執行以上程式，執行結果如下：

1 2	執行完畢 J.J.'s Blogs 技術筆記 http://localhost:4000/

接下來我們刪除input.txt文件，執行結果如下所示：

1
2
3

執行完畢
Error: ENOENT, open 'input.txt'
// 因為文件 input.txt 不存在，所以輸出了錯誤訊息。

補充

注：Node.js是單進程單線程應用程序，但是通過事件和回調支持並發，所以性能非常高。

什麼是單進程單線程？直接讀到再去敲範例，根本不理解到底是什麼意思。這個問題就必須講下什麼是進程，什麼是線程。

進程：CPU執行任務的模組。
線程：模組中的最小單元。

舉例：cpu比作我們每個人，到飯點吃飯了。可以點很多菜(cpu中的進程)：宮保雞丁，魚香肉絲，酸辣土豆絲。每樣菜具體包含了哪些內容(cpu每個進程中的線程)：宮保雞丁(詳情：黃瓜、胡蘿蔔、雞肉、花生米)。而詳情構成了宮保雞丁這道菜，吃了以後不餓。就可以乾活了，cpu中的進程裡的線程也是同理。當線程完成自己的內容將結果返回給進程，進程返回給cpu的時候。cpu就能處理日常需求。

單進程單線程：一盤炒苦瓜，裡面只有苦瓜。
單進程多線程：一盤宮保雞丁，裡面有黃瓜、胡蘿蔔、雞肉、花生米

1、eventEmitter.emit是觸發事件(事件請求)，eventEmitter.on是綁定處理事件的處理器(事件處理)，事件的請求和處理是分開的，所以是異步。

2、下面兩個例子寫在一起執行：

//例子1
var fs = require("fs");
fs.readFile('input.txt',
function(errdata) {
    if (err) return console.error(err);
    console.log(data.toString());
    console.log("end");
    console.log("***********************");
});
//例子2
var events = require("events");
var eventEmitter = new events.EventEmitter();
var connectHandler = function connected() {
    console.log("connnect successfully !");
    eventEmitter.emit("after_connect");
}
eventEmitter.on("connected", connectHandler);
eventEmitter.on('after_connect',
function() {
    console.log("after connect");
});
eventEmitter.emit("connected");
console.log("event emitter end");

發現：
例子2先輸出
例子1後輸出

可以驗證是異步的，因為例子1需要進行I/O耗時較長，但是例子2是直接輸出訊息，耗時較短，在兩者幾乎同時執行的情況下，例子2優先執行完。

事件就是需要eventEmitter.on去綁定一個事件通過eventEmitter.emit去觸發這個事件其次說的是事件的接收和發生是分開的就像一個外賣店你可以不停的接受很多訂單，接受以後開始告訴廚師去做外賣，做好的外賣對應的外送給每個用戶，如果單線程的話那隻能是接收一個訂單，做好以後在接收下一個外賣訂單，明顯效率非常低。

事件可以不停的接受不停的發生也是為了提高效率。