什么是Event Loop

Event Loop 是一个很重要的概念，指的是计算机系统的一种运行机制。

JavaScript语言就采用这种机制，来解决单线程运行带来的一些问题。

本文参考C. Aaron Cois的《Understanding The Node.js Event Loop》，解释什么是Event Loop，以及它与JavaScript语言的单线程模型有何关系。

想要理解Event Loop，就要从程序的运行模式讲起。运行之后的程序叫作"进程"（process），通常状况下，一个进程一次只能执行一个任务。

若是有不少任务须要执行，不外乎三种解决方法。

（1）排队。由于一个进程一次只能执行一个任务，只好等前面的任务执行完了，再执行后面的任务。

（2）新建进程。使用fork命令，为每一个任务新建一个进程。

（3）新建线程。由于进程太耗费资源，因此现在的程序每每容许一个进程包含多个线程，由线程去完成任务。（进程和线程的详细解释，请看这里。）

以JavaScript语言为例，它是一种单线程语言，全部任务都在一个线程上完成，即采用上面的第一种方法。一旦遇到大量任务或者遇到一个耗时的任务，网页就会出现"假死"，由于JavaScript停不下来，也就没法响应用户的行为。

你也许会问，JavaScript为何是单线程，难道不能实现为多线程吗？

这跟历史有关系。JavaScript从诞生起就是单线程。缘由大概是不想让浏览器变得太复杂，由于多线程须要共享资源、且有可能修改彼此的运行结果，对于一种网页脚本语言来讲，这就太复杂了。后来就约定俗成，JavaScript为一种单线程语言。（Worker API能够实现多线程，可是JavaScript自己始终是单线程的。）

若是某个任务很耗时，好比涉及不少I/O（输入/输出）操做，那么线程的运行大概是下面的样子。

上图的绿色部分是程序的运行时间，红色部分是等待时间。能够看到，因为I/O操做很慢，因此这个线程的大部分运行时间都在空等I/O操做的返回结果。这种运行方式称为"同步模式"（synchronous I/O）或"堵塞模式"（blocking I/O）。

若是采用多线程，同时运行多个任务，那极可能就是下面这样。

上图代表，多线程不只占用多倍的系统资源，也闲置多倍的资源，这显然不合理。

Event Loop就是为了解决这个问题而提出的。Wikipedia这样定义：

"Event Loop是一个程序结构，用于等待和发送消息和事件。（a programming construct that waits for and dispatches events or messages in a program.）"

简单说，就是在程序中设置两个线程：一个负责程序自己的运行，称为"主线程"；另外一个负责主线程与其余进程（主要是各类I/O操做）的通讯，被称为"Event Loop线程"（能够译为"消息线程"）。

上图主线程的绿色部分，仍是表示运行时间，而橙色部分表示空闲时间。每当遇到I/O的时候，主线程就让Event Loop线程去通知相应的I/O程序，而后接着日后运行，因此不存在红色的等待时间。等到I/O程序完成操做，Event Loop线程再把结果返回主线程。主线程就调用事先设定的回调函数，完成整个任务。

能够看到，因为多出了橙色的空闲时间，因此主线程得以运行更多的任务，这就提升了效率。这种运行方式称为"异步模式"（asynchronous I/O）或"非堵塞模式"（non-blocking mode）。

这正是JavaScript语言的运行方式。单线程模型虽然对JavaScript构成了很大的限制，但也所以使它具有了其余语言不具有的优点。若是部署得好，JavaScript程序是不会出现堵塞的，这就是为何node.js平台能够用不多的资源，应付大流量访问的缘由。

（完）