《深入浅出Node.js》学习笔记：异步I/O

为什么要使用异步I/O

用户体验上：Node是面向网络的，异步I/O耗时少，使得响应速度快

资源分配上：Node使用单线程、异步I/O，避免了其他编程模型中存在的问题
单线程同步编程模型

优点：易于编程
缺点：会因阻塞I/O导致硬件资源得不到更优的使用。（计算机资源中，I/O与CPU计算之间是可以并行进行的，但是同步编程模型，执行耗时的I/O操作，会阻塞CPU计算）

多线程编程模型

操作系统内核对于I/O只有两种方式：阻塞和非阻塞。

非阻塞I/O通过轮询判断I/O是否完成，轮询的技术有：read、select、poll、epoll、kqueue

通过让部分线程进行阻塞I/O或非阻塞I/O加轮询技术来完成数据获取，让一个线程进行计算处理，通过线程之间的通信将I/O得到的数据进行传递。如下：
（注意：Node是单线程的，是指JavaScript执行在单线程中，在Node中，内部I/O任务通过线程池来完成。）

Node自身的执行模型：event loop（事件循环）
进程启动时，Node会创建一个类似while(true)的循环，每执行一次循环体的过程我们称为Tick。执行流程如图所示

在每个Tick的过程中，判断是否有事件需要处理的过程就是向 观察者 询问是否有要处理的事件
事件循环是典型的 生产者/消费者 模型。异步I/O、网络请求等是事件的生产者，这些事件被传递到对应的观察者那里，事件循环则从观察者那里取出事件并处理。

请求对象是一个中间量
从JavaScript层传入的参数和当前方法会被封装在请求对象上，请求对象包装完成后会被推到线程池中等待执行

分为三个部分：

setTimeout、setInterval、Process.nextTick、setImmediate

实现原理：和异步I/O类似，但是不需要I/O线程池参与

执行步骤：调用setTimeout()或者 setInterval()创建的定时器会被插入到 定时器观察者 内部的一个红黑树中。每次Tick执行时，会从该红黑树中迭代取出定时器对象，检查是否超过定时时间，如果超过，就形成一个事件，它的回调函数将立即执行。

定时器不精确的案例分析
setTimeout设置一个任务在10ms后执行，在第9ms时，有一个任务占用了5毫秒的CPU时间片，再次轮到定时器执行时，时间已经超过了4ms

作用：用于立即异步执行一个任务
原理：每次调用process.nextTick()方法，会将回调函数放入队列中，在下一轮Tick时取出执行

Process.nextTick与setTimeout(functoin(){}, 0)对比

作用：将回调函数延迟执行
setImmediate()和process.nextTick()

优先级：process.nextTick的回调函数会先于setImmediate的回调函数执行
存储结构：process.nextTick的回调函数保存在数组中，setImmediate的回调函数保存在链表中
执行行为？？：process.nextTick在每轮循环中会将数组中的回调函数全部执行完，而setImmediate()在每轮循环中执行链表中的一个回调函数
（在新版的Node中，process.nextTick执行完后，会循环遍历setImmediate，将setImmediate都执行完毕后再跳出循环！！！参考文档）