深入浅出nodejs(异步I/O)
异步IO实现现状
- I/O的阻塞与非阻塞：IO对于操作系统内核而言，只有阻塞与非阻塞两种方式。阻塞模式的I/O会造成应用程序等待，直到I/O完成，会造成CPU等待IO，浪费等待时间，CPU的处理能力不能充分利用。同时操作系统也支持将I/O操作设置为非阻塞模式，这时应用程序的调用将可能在没有拿到真正数据时就立即返回了，为此应用程序需要多次调用才能确认I/O操作完全完成，但由于IO并没有完成，立即返回的并不是业务层期望的数据，仅仅是当前调用的状态。
- I/O的同步与异步：I/O的同步与异步出现在应用程序中。如果做阻塞I/O调用，应用程序等待调用的完成的过程就是一种同步状况。相反，I/O为非阻塞模式时，应用程序则是异步的。
堵塞I/O造成CPU的等待浪费，非堵塞I/O是需要轮询去确认是否完成数据获取，让CPU处理状态判断，这是对cpu资源的浪费。
轮询的演进，以减少I/O状态判断的CPU损耗
- read：性能最低的一种，需要重复调用来检查I/O状态，cpu一直耗在等待上
- select: 在read基础上的改进方案，通过对文件描述符上的事件状态进行判断(一次只能检查1024文件描述符)
- poll: 较select有所改进，采用链表的方式避免数据长度的限制，其次它能避免不必要的检查。但在文件描述符过多时，性能十分低下。
epoll: 该方案是Liunx 下效率最高的I/O事件通知机制，在进入轮询的时候如果没有检查到I/O事件，将会休眠，直到事件将它唤醒。它是真实利用来事件通知、执行回调的方式，而不是遍历查询，所以不会浪费CUP。但是休眠期间CPU是闲置的，对于当前线程而言利用率不够。
轮询技术满足来非堵塞I/O确保获取完整数据的需求，但是对于应用程序而言，依然是一种同步，因为应用程序依然需要等待I/O完全返回，依旧花费很多时间等待。CPU要么用于遍历文件描述符，要么处于休眠等待事件发生
理想的非堵塞异步I/O
应用程序发起非堵塞调用，无需遍历或者唤醒，可以直接处理下一个任务，只需要在I/O完成后通过信号或者回掉将数据传递给应用程序
现实中的异步I/O
线程池模拟异步I/O。
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通过让部分线程用轮询技术进行数据的获取，让一个线程进行计算处理，通过线程间的通信将I/O得到的数据进行传递
node的上一层libuv 即用此实现，并进行来平台的兼容
node 的异步I/O
事件循环
进程启动时，Node会创建一个类似while（true）的循环，判断是否有事件需要处理，若有，取出事件并执行回调函数。
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观察者
在Tick 的过程中，引入观察者的概念，用来判断是否有事件需要处理。一个事件循环中有一个或多个观察者，一个观察者里可能有多个事件
请求对象
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从javaScript 调用node的核心模块，核心模块调用C++的内建模块，内建模块通过libux 进行系统调用，这是node的经典调用方式。
javaScript 传入的参数和当前的方法都会被封装到这个请求对象中去，回调函数被设置到这个对象的oncomplete_sym属性上
执行回调
组装好请求对象、送入I/O线程池等待执行完成异步I/O的第一部分，回调通知是第二部分，线程池中的I/O操作调用完毕之后，会把结果存储在req->result属性上，然后调用PostQueuedCompletionStatus()通知IOCP,告知当前对象操作已经完成，
PostQueuedCompletionStatus()方法的作用是向IOCP提交执行状态，并将线程池归还线程，通过这个方法提交状态可GetQueuedCompletionStatus提取，这个工程中动用了事件循环的I/O观察者，每次Tick的执行中，都会调用IOCP相关的GetQueuedCompletionStatus方法检查线程池中是否有执行完毕的请求，如果有就将请求对象加入I/O观察者队列中，然后当作事件处理，I/O观察者调用回调函数就是取出请求对象的result属性作为参数，取出oncomplete_sym作为方法，然后执行。
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非I/O的异步API
setTimeout()、setInterval()、setImmediate()、process.nextTick()
它们与异步I/O相似，只不过不需要I/O线程池的参与，每次Tick时。会检查是否满足条件，如果满足就形成一个事件，所有事件都会被事件循环按顺序排队处理，直到所有队列为空。
在nodejs中有多个观察者队列，不同类型的事件在它们自己的队列中排队。在处理一个类型的队列之后，在进入到下一个队列之前，事件循环将处理两个中间队列（宏任务队列和微任务队列），直到中间队列为空。
- 宏任务 setTimeout()、setInterval()、setImmediate()
优先级：主代码块 > setImmediate > setTimeout / setInterval - 微任务 process.nextTick()，promise.then()
优先级：process.nextTick > Promise
执行顺序
1、先执行微任务队列，并且一次执行完。
2、在执行宏任务一个宏任务如果发现还有微任务继续执行微任务
