50. nodejs 和 浏览器关于eventLoop的主要区别

51. 关于process.nextTick的一点说明

process.nextTick 是一个独立于 eventLoop 的任务队列。

在每一个 eventLoop 阶段完成后会去检查这个队列，如果里面有任务，会让这部分任务优先于微任务执行。

1. nodejs中的异步、非阻塞I/O是如何实现的？

在听到 nodejs 相关的特性时，经常会对异步I/O、非阻塞I/O有所耳闻，听起来好像是差不多的意思，但其实是两码事，下面我们就以原理的角度来剖析一下对 nodejs 来说，这两种技术底层是如何实现

的？

什么是I/O？

I/O 即Input/Output, 输入和输出的意思。在浏览器端，只有一种 I/O，那就是利用 Ajax 发送网络请求，然后读取返回的内容，这属于网络I/O。回到 nodejs 中，其实这种的 I/O 的场景就更加广泛了，主要分

为两种:

文件 I/O。比如用 fs 模块对文件进行读写操作。

网络 I/O。比如 http 模块发起网络请求。

阻塞和非阻塞I/O

阻塞和非阻塞 I/O 其实是针对操作系统内核而言的，而不是 nodejs 本身。阻塞 I/O 的特点就是一定要等到操作系统完成所有操作后才表示调用结束，而非阻塞 I/O 是调用后立马返回，不用等操作系统内核

完成操作。

对前者而言，在操作系统进行 I/O 的操作的过程中，我们的应用程序其实是一直处于等待状态的，什么都做不了。那如果换成非阻塞I/O，调用返回后我们的 nodejs 应用程序可以完成其他的事情，而操作系

统同时也在进行 I/O。这样就把等待的时间充分利用了起来，提高了执行效率，但是同时又会产生一个问题，nodejs 应用程序怎么知道操作系统已经完成了 I/O 操作呢？

为了让 nodejs 知道操作系统已经做完 I/O 操作，需要重复地去操作系统那里判断一下是否完成，这种重复判断的方式就是轮询。对于轮询而言，有以下这么几种方案:

1）一直轮询检查I/O状态，直到 I/O 完成。这是最原始的方式，也是性能最低的，会让 CPU 一直耗用在等待上面。其实跟阻塞 I/O 的效果是一样的。

2）遍历文件描述符(即文件I/O 时操作系统和 nodejs 之间的文件凭证)的方式来确定 I/O 是否完成，I/O 完成则文件描述符的状态改变。但 CPU 轮询消耗还是很大。

3）epoll模式。即在进入轮询的时候如果I/O未完成CPU就休眠，完成之后唤醒CPU。

总之，CPU要么重复检查I/O，要么重复检查文件描述符，要么休眠，都得不到很好的利用，我们希望的

异步 I/O 的本质

Linux 原生存在这样的一种方式，即(AIO), 但两个致命的缺陷:

1）只有 Linux 下存在，在其他系统中没有异步 I/O 支持。

2）无法利用系统缓存。

nodejs中的异步 I/O 方案

是不是没有办法了呢？在单线程的情况下确实是这样，但是如果把思路放开一点，利用多线程来考虑这个问题，就变得轻松多了。我们可以让一个进程进行计算操作，另外一些进行 I/O 调用，I/O 完成后把

信号传给计算的线程，进而执行回调，这不就好了吗？没错，异步 I/O 就是使用这样的线程池来实现的。

只不过在不同的系统下面表现会有所差异，在 Linux 下可以直接使用线程池来完成，在Window系统下则采用 IOCP 这个系统API(其内部还是用线程池完成的)。

有了操作系统的支持，那 nodejs 如何来对接这些操作系统从而实现异步 I/O 呢？

以文件为 I/O 我们以一段代码为例:

let fs = require('fs');

fs.readFile('/test.txt', function (err, data) { console.log(data);

});

执行流程

执行代码的过程中大概发生了这些事情:

1）首先，fs.readFile调用Node的核心模块fs.js；

2）接下来，Node的核心模块调用内建模块node_file.cc，创建对应的文件I/O观察者对象(这个对象后面有大用！)；

3）最后，根据不同平台（Linux或者window），内建模块通过libuv中间层进行系统调用

libuv调用过程拆解

重点来了！libuv 中是如何来进行进行系统调用的呢？也就是 uv_fs_open() 中做了些什么？

（1）创建请求对象

以Windows系统为例来说，在这个函数的调用过程中，我们创建了一个文件I/O的请求对象，并往里面注入了回调函数。