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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语言就采用的这种机制,来解决单线程运行带来的一些问题。
想要理解Event Loop,就要从程序的运行模式讲起。“进程”是指程序的一次执行,一般情况下,一个进程一次只能执行一个任务。线程是CPU的基本调度单位。
如果有多个任务需要执行,不外乎三种解决方法。
- 排队。因为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。
- 新建进程。使用fork命令,为每个任务新建一个进程。
- 新建线程。因为进程太耗费资源,所以如今的程序往往运行一个进程包含多个线程,由线程去完成任务。
以JavaScript语言为例,它是一种单线程语言,所有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”,因为JavaScript停不下来,也就无法响应用户的行为。
你也许会问,JavaScript为什么事单线程,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。原因大概是不想让浏览器变得太复杂,因为多线程需要共享资源、且有可能修改彼此的运行结果,对于一种网页脚本语言来说,这就太复杂了。后来就约定俗成,JavaScript为一种单线程语言。
如果某个任务很耗时,比如涉及很多I/O操作,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。可以看到,由于I/O操作很慢,所以这个线程的大部分运行时间都是在空等I/O操作的返回结果。这种运行方式称为“同步模式”或“阻塞模式”。
Event Loop是一个程序结构,用于等待、发送消息和事件。简单的说,就是在程序中设置两个线程:一个负责程序本身的运行,称为“主线程”;另一个负责主线程与其他进程(主要是各种I/O操作)的通信,被称为“Event Loop线程”或“消息线程”。
上图主线程的绿色部分,还是表示运行时间,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,然后接着往后运行,所以不存在红色的等待时间。等到I/O程序完成操作,Event Loop线程再把结果返回主线程。主线程就盗用事先设定的回调函数完成整个任务。
可以看到,由于多出了橙色的空闲时间,所以主线程得以运行更多的任务,这就提高了效率。这种运行方式称为“异步模式”或“非阻塞模式”
这正是JavaScript语言的运行方式。单线程模式虽然对JavaScript构成了很大的限制,但也因此使他具备了其他语言不具备的优势。如果部署得好,JavaScript程序是不会出现阻塞的。这就是为什么node.js平台可以用很少的资源,应付大流量访问的原因。