1.NodeJs 特点
- 单线程：单线程的好处，减少了内存开销，操作系统的内存换页。
- 非阻塞I/O， 进程不会等CPU I/O计算结束，而会执行后面的程序。
- 事件驱动：事件环，不管是新用户的请求，还是老用户的I/O完成，都将以事件方式加入事件环，等待调度。
线程池： liuv 为异步请求开辟了相关的独立线程处理完毕，通过回调返回结果
2. 相关概念
2.1同步编程 vs 异步编程
同步编程：前代码任务耗时执行会阻塞后续代码的执行;
异步编程：一个线程中执行一堆任务，这个线程可以自由的保存，恢复任务的状态。
2.2并发 vs 并行
并行，指同一时刻内多任务同时进行；
并发，指在同一时间段内，多任务同时进行着，但是某一时刻，只有某一任务执行
2.3 IO 模型
NodeJs 使用同步非阻塞IO. 这使得Nodejs程序非常善于处理任务调度，io密集型应用。
阻塞IO: 进程放弃CPU(睡眠),等待CPU返回数据。对于所有的“慢速设备”（socket、pipe、fifo、terminal）的IO默认的方式都是阻塞的方式。
- 非阻塞IO：设置IO相关的系统调用为non-blocaking，随后进行的IO操作无论有没有可用数据都会立即返回，并设置errno为EWOULDBLOCK或者EAGAIN。我们可以通过主动check的方式（polling，轮询）确保IO有效时，随之进行相关的IO操作。当然这种方式看起来就似乎不太靠谱，浪费了太多的CPU时间，用宝贵的CPU时间做轮询太不靠谱儿了
- 多路复用是让阻塞发生在我们的多路复用IO操作的系统调用上面，而不是我们真正去执行IO的系统调用。使用这个方式的好处就是可以同时监控多个用于IO的文件描述符。
- 其它的暂时略过，不太清除原理。
NodeJs 为什么不选择异步IO
从发展上看，最初是纯异步，除了性能似乎没啥优势，callbackhell被无数人恶意攻击，随着技术发展，它借鉴C#等语言里优秀的流程控制,在保证异步性能的前提下完成同步写法，这是历史的演进
2.4 堆栈与队列
- 堆（heap）：内存中某一未被阻止的区域，通常存储对象（引用类型）；
- 栈（stack）：后进先出的顺序存储数据结构，通常存储函数参数和基本类型值变量（按值访问）；
-
2.5 JS执行环境
消息队列(message queue)，也叫任务队列（task queue）：存储待处理消息及对应的回调函数或事件处理程序；
- 执行栈(execution context stack)，也可以叫执行上下文栈：JavaScript执行栈，顾名思义，是由执行上下文组成，当函数调用时，创建并插入一个执行上下文，通常称为执行栈帧（frame），存储着函数参数和局部变量，当该函数执行结束时，弹出该执行栈帧；
Javascript 程序同步程序 通过执行栈(execution context stack)形式在V8中顺序执行。对于普通异步回调会通过列队的形式先进先出。而对于 定时器的回调会通过堆的形式存储（后续事件环中会提到）
3.Javascript 异步编程
3.1 Nodejs 线程池
在 Node 中，有两种类型的线程：一个事件循环线程（也称为主循环、主线程、事件线程等），它负责任务的编排；另一个是工作线程池中的 K 个工作线程（也被称为线程池），它专门处理繁重的任务。
libuv 通过init_threads 函数初始化线程池，初始化时会根据一个名为 UV_THREADPOOL_SIZE 的环境变量来初始化内部线程池的大小，线程最大数量为 128 ，默认为 4 。（require fs 才启用相关线程?)
libuv 的线程池(工作线程池)作用于以下 4 种枚举的异步请求：
- UV_FS： fs 模块的异步函数（除了 uv_fs_req_cleanup ），fs.access、fs.stat 等。
- UV_GETADDRINFO：dns 模块的异步函数，dns.lookup 等。
- UV_GETNAMEINFO：dns 模块的异步函数，dns.lookupService 等。
- UV_WORK：zlib 模块的 zlib.unzip、zlib.gzip 等；在 Node.js 的 Addon(C/C++) 中通过 uv_queue_work 创建的多线程请求。
其它的 UV_CONNECT、UV_WRITE、UDP_SEND 等则并不会通过线程池去执行。
- UV__WORK_CPU：CPU 密集型，UV_WORK 类型的请求被定义为这种类型。因此根据这个分类，不推荐在 uv_queue_work 中做 I/O 密集的操作。
- UV__WORK_FAST_IO：快 IO 型，UV_FS 类型的请求被定义为这种类型。
- UV__WORK_SLOW_IO：慢 IO 型，UV_GETADDRINFO 和 UV_GETNAMEINFO 类型的请求被定义为这种类型。
UVWORK_SLOW_IO 执行不同于 UVWORK_CPU 与 UV__WORK_FAST_IO ，libuv 执行它的时候流程会有些差异，这个后面会提到。
promise. timer. nextTick 异步由 v8 执行。
3.2 浏览器执行环境
在浏览器中，JavaScript 执行为单线程（不考虑 web worker），所有代码均在主线程调用栈完成执行。当主线程任务清空后才会去轮循任务队列中的任务。
异步任务分为 task（宏任务，也可以被称为 macrotask）和 microtask（微任务）两类。
当满足执行条件时，task 和 microtask 会被放入各自的队列中，等待进入主线程执行，这两个队列被称为 task queue（或 macrotask queue）和 microtask queue。
task：包括 script 中的代码、setTimeout、setInterval、I/O、UI render
microtask：包括 promise、Object.observe、MutationObserver
不过，正如规范强调的，这里的 task queue 并非是队列，而是集合（sets），因为事件循环的执行规则是执行第一个可执行的任务，而不是将第一个任务出队并执行。
浏览器事件循环流程：
- 执行完主线程中的任务
- 清空 microtask queue 中的任务并执行完毕
- 取出 macrotask queue 中的一个任务执行
- 清空 microtask queue 中的任务并执行完毕
- 重复 3、4
8.事件循环（Event Loop）流程
- 本轮循环: Promise ,process.nextTick
- 次轮循环: setTimeout, setImmediate
- 宿主环境为JavaScript创建线程时，会创建堆(heap)和栈(stack)，堆内存储JavaScript对象，栈内存储执行上下文；
- 栈内执行上下文的同步任务按序执行，执行完即退栈，而当异步任务执行时，该异步任务进入等待状态（不入栈），同时通知线程：当触发该事件时（或该异步操作响应返回时），需向消息队列插入一个事件消息；
- 当事件触发或响应返回时，线程向消息队列插入该事件消息（包含事件及回调）；
- 当栈内同步任务执行完毕后，线程从消息队列取出一个事件消息，其对应异步任务（函数）入栈，执行回调函数，如果未绑定回调，这个消息会被丢弃，执行完任务后退栈；
- 当线程空闲（即执行栈清空）时继续拉取消息队列下一轮消息（next tick，事件循环流转一次称为一次tick）。
事件循环会无限次地执行，一轮又一轮。只有异步任务的回调函数队列清空了，才会停止执行。
4.Libuv事件循环7个阶段
在 libuv 的七个阶段之前， 会先执行
process.nextTick，然后执行Promise.resolve等微任务Timers： 处理setTimeout和setInterval的回调函数
- Pending callbacks：这个阶段会执行除了 close 事件回调、被 timers 设定的回调、setImmediate 设定的回调之外的回调函数(上一轮未执行的io回调)；
- idle, prepare： libuv 内部调用，这里可以忽略。
- Poll for I/O： 轮询时间，用于等待还未返回的 I/O 事件，比如服务器的回应、用户移动鼠标等等。等待 I/O 请求返回结果。这个阶段的时间会比较长。
- check： 执行上轮
setImmediate的回调函数。 - close callbacks： 执行关闭请求的回调函数，比如socket.on(‘close’, …)。
5.一些总结
- 大量的同步请求(await，promise等待)并不会阻塞nodejs 进程。 因为 NodeJs 是非阻塞IO模型；
- 尽量不要在for 循环里面写 await 代码。除非有执行先后顺序依赖。
- nodejs与浏览器相识。都是先处理一个宏任务，然后清理调微任务。然后继续下一个宏任务。在Node11之前,Nodejs 是先清理宏任务列队里面的任务，然后在event loop每个阶段开始清理微任务。
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