Node.js事件循環：爲什麼它這麼快？

想象你在一家咖啡店點單，服務員如果只盯着一個顧客，等他喝完咖啡才接下一個，那整個店的效率會很低。但如果服務員能“同時”處理多個顧客的訂單——先記下訂單，然後去準備咖啡，期間再處理其他顧客的需求，最後把咖啡送過去，整體速度就會快很多。Node.js處理請求的邏輯，和這個聰明的服務員類似，而事件循環就是背後的核心機制。

一、單線程與非阻塞：Node.js的“快速密碼”¶

首先得明確：Node.js是單線程的。這意味着同一時間只能執行一段代碼，不能像多線程程序那樣同時跑多個任務。但這並不意味着Node.js“慢”——恰恰相反，它能高效處理大量併發請求，靠的是非阻塞I/O和事件循環的協作。

舉個例子：如果用傳統的服務器（比如Java的Tomcat）處理“讀取文件”這樣的操作，程序會一直“卡住”，直到文件讀取完成才能繼續處理其他請求。而Node.js不會這麼做：當你調用fs.readFile（讀取文件）時，Node.js會把這個任務交給底層的libuv庫（處理異步I/O的工具），自己則立刻去處理下一個請求。等文件讀取完成後，libuv會把“讀取完成”的消息（即回調函數）放進一個任務隊列，事件循環會“輪詢”這個隊列，把任務取出來執行。

二、事件循環：如何“同時”處理多個任務？¶

事件循環就像一個“調度員”，負責按順序處理任務隊列中的異步操作。它的工作流程可以拆解爲“階段化處理”：每個階段對應一類異步任務，按固定順序執行，直到所有任務處理完畢。

核心階段（簡化版，適合初學者）：¶

Timers（定時器）：處理setTimeout和setInterval的回調。比如你設置了setTimeout(fn, 1000)，fn會在1秒後被放進這個階段的隊列。
Pending Callbacks（延遲迴調）：處理系統級的回調（比如TCP錯誤、DNS查詢等），日常開發中較少接觸。
Idle/Prepare（內部準備）：Node.js內部使用，用於優化性能，不用太關注。
Poll（輪詢）：最重要的階段！它負責等待I/O事件（如文件讀取完成、網絡請求返回），並執行對應的回調。如果沒有I/O事件，會“阻塞”在這裏等待新事件。
Check（立即回調）：處理setImmediate的回調（setImmediate會在當前poll階段完成後立即執行）。
Close Callbacks（關閉回調）：處理關閉事件的回調（如socket.on('close')）。

三、異步模型：調用棧、任務隊列與事件循環¶

理解事件循環的關鍵，是理解JavaScript的異步執行模型：

調用棧：同步代碼執行的“舞臺”。比如console.log('A')會先進入調用棧執行，執行完後彈出。
異步任務：遇到異步操作（如setTimeout、fs.readFile）時，會被交給libuv處理，不會阻塞調用棧。
任務隊列：異步操作完成後，回調函數會被放入隊列（如setTimeout的回調在Timers隊列，fs.readFile的回調在Poll隊列）。
事件循環：不斷檢查任務隊列，按階段順序取出任務，放入調用棧執行，直到所有隊列清空。

四、爲什麼這樣設計讓Node.js這麼快？¶

非阻塞I/O：避免等待I/O操作（如文件讀取、網絡請求），讓CPU在等待期間可以處理其他請求。比如，用戶A的請求在等待數據庫返回時，Node.js可以處理用戶B的請求，無需浪費時間“乾等”。
高效的回調調度：事件循環按階段順序處理任務，每個階段有固定的隊列，避免了多線程切換的開銷（多線程需要頻繁保存/恢復上下文，反而更慢）。
單線程+異步：雖然是單線程，但通過異步回調讓“併發”成爲可能。比如，1000個用戶同時請求，事件循環會逐個處理每個用戶的異步任務，只要不被阻塞，就能高效響應。

五、實戰小例子：看事件循環如何工作¶

console.log('同步代碼開始');

// 1. 定時器回調（Timers階段）
setTimeout(() => {
  console.log('定時器回調（setTimeout）');
}, 0);

// 2. 立即回調（Check階段）
setImmediate(() => {
  console.log('立即回調（setImmediate）');
});

// 3. 文件讀取回調（Poll階段）
const fs = require('fs');
fs.readFile('test.txt', (err, data) => {
  console.log('文件讀取回調');
});

console.log('同步代碼結束');

執行順序：
1. 先執行所有同步代碼：輸出 同步代碼開始 → 同步代碼結束。
2. 事件循環進入Timers階段，處理setTimeout回調（即使延遲是0，也會等待最小延遲）→ 輸出 定時器回調（setTimeout）。
3. 進入Poll階段，此時readFile的回調可能已準備好（假設文件已存在）→ 輸出 文件讀取回調。
4. 最後進入Check階段，處理setImmediate → 輸出 立即回調（setImmediate）。

（注：實際順序可能因環境略有差異，但核心是按階段順序處理。）

總結¶

事件循環是Node.js的“心臟”，它通過非阻塞I/O和階段化任務調度，讓單線程的JavaScript能高效處理高併發請求。記住：異步代碼的執行順序由事件循環決定，理解它的工作流程，就能寫出更高效的Node.js代碼。下次你用Node.js處理大量請求時，不妨想想那個“聰明的服務員”和它背後的事件循環機制吧！