本文翻译自 MIXU's BLOG 的文章 《Understanding the node.js event loop》
关于 Node.js 有一个基本的共识就是，I/O 的消耗是非常大的。
当前编程技术中，消耗最大的部分来自于等待 I/O 完成，以下有几种方法可以解决性能影响：
- 同步：每次只处理一个请求，依次处理。优点：简单；缺点：任何一个请求都会阻塞其他所有请求。
- 多进程：对于每一个请求，都开启一个新的进程来处理。优点：简单；缺点：不好拓展，一千个请求就要开启一千个进程。
fork()确实 unix 程序员的好工具，但是不能滥用。 - 多线程：对于每一个请求，开启一个新的线程来处理。优点：简单，而且对内核的消耗远小于多进程。缺点：你的机器可能不支持多线程，而且多线程编程因为要控制对共享资源的访问，会变的非常复杂。
关于 Node.js 的第二个基本共识是，连接的每一条线程都是非常占用内存的。
Apache是多线程的，它给每一条请求创建一个线程（或者进程，取决于具体配置）。随着并发连接数量的增加，需要更多的线程来服务连接的客户端，你可以看到这些线程的开销是如何吞噬掉内存的。Nginx和Node.js不是多线程的，因为多线程和多进程对内存的消耗非常大。它们是单线程的，但是是基于事件的。用单线程处理众多的连接，消除了大量的线程/进程对内存的消耗。
Node.js 给你的代码只保留了一个线程...
它确实是单个线程在运行：你不能执行任何的并行代码。例如：
function sleep(milliSeconds) {
var startTime = new Date().getTime();
while (new Date().getTime() < startTime + milliSeconds);
}执行 sleep(1000) 时会阻塞代码 1 秒。
当代码执行的过程中，node.js 不会响应来自任何客户端的任何请求，因为它只有一个线程来执行你的代码。或者当你有一些 CPU 密集型的代码，比如说调整图像大小时，处理期间仍然会阻塞所有其他的请求。
... 然而，除了你的代码之外，其它都是并行运行的
我们没有办法让代码在单个请求中并行执行，但是，所有的 I/O 都是基于事件和异步的，所以如下写法不会阻塞服务器。
c.query(
'SELECT SLEEP(20);',
function (err, results, fields) {
if (err) {
throw err;
}
res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});
res.end('<html><head><title>Hello</title></head><body><h1>Return from async DB query</h1></body></html>');
c.end();
}
);如果你在一个请求中执行此操作，在数据库处于休眠状态期间，其他请求也可以正常处理。
咦？我们什么时候从同步执行变成异步/并行的呢？
同步执行是非常好的，因为它简化了代码的编写（相比之下，多线程的并发性问题会导致很多 WTF 的结果）。
在 Node.js 中，你不需要担心后台发生了什么：只需要在做 I/O 时使用回调即可。这样可以保证你的代码不会被中断，I/O 的操作也不会阻塞其他的请求，也不需要负担每条请求的线程/进程开销（如 Apache 的内存消耗）。
异步 I/O 是非常棒的，因为 I/O 操作比绝大多数代码的开销要大。在 I/O 操作执行期间，我们应该做一些更有意义的事情，而不仅仅只是等待。
事件轮询是一个 处理外部事件，并将其转化成回调来调用 的实体，所以 I/O 调用是 Node.js 可以从一个请求切换到另一个的点。在一个 I/O 调用中，代码将回调保存好，并将控制权交给 Node.js 运行环境，当数据可用时，回调将会被调用。
当然，在后台还是存在 多线程和多进程来进行数据库访问及流程执行 的，只是这些并没有显式地暴露出来，所以你只需要知道 I/O 交互就可以了，其他的事情不需要担心。例如，从每一个请求的角度来看，数据库操作和其他操作都是异步的，因为这些线程处理的结果通过事件轮询返回给你的代码。
除了 I/O 调用，Node.js 希望所有的请求都能快速返回。例如，CPU 密集型的工作应该分割给其他进程，然后通过事件，或者一个抽象概念（如 WebWorkers）进行交互。这（显然）意味着，你无法并行执行你的代码，除非后台有别的线程通过事件与你交互。基本上，所有能发出事件的对象（如 EventEmitter 的实例）都支持异步事件交互，你可以通过这种方式跟阻塞代码进行交互，如使用文件，sockets 和子进程，这些都是 Node.js 中的 EventEmitter 对象。通过这种方法，我们甚至可以实现多核（参见：node-http-proxy）。
内部实现
在内部，node.js 依赖 libev（基于 libeio 实现）来实现事件轮询，而 libeio 通过线程池来提供异步 I/O 的，详见 libev 参考文档 。
所以我们如何在 Node.js 中实现异步呢？
Tim Caswell 在他出色的演讲中描述了这些模式：
- 一类函数：将函数像数据一样传递，转换，并在适当的时候执行。
- 复合函数：又称匿名函数或闭包，在 I/O 中某些事件触发之后执行。
(译者注：即第一种是传递定义好的函数，第二种是传递匿名函数)
