面试题：Node.js 事件驱动模型基础

Question

请阐述 Node.js 事件驱动模型中事件循环（Event Loop）的工作原理，并且说明它与传统同步编程模型在处理 I/O 操作上有何不同。

Answer 1

Node.js事件循环工作原理

1. 宏观任务队列（Macro Task Queue）：Node.js中有多个宏任务队列，例如定时器队列（setTimeout、setInterval）、setImmediate队列等。事件循环首先从宏任务队列中取出一个任务并执行。
2. 执行栈：取出的宏任务会被放入执行栈中执行。在执行过程中，如果遇到同步代码，会直接在执行栈中执行；如果遇到异步操作（如I/O、定时器等），会将其交给相应的底层模块（如操作系统的I/O系统）处理，然后继续执行执行栈中的其他同步代码。
3. 微任务队列（Micro Task Queue）：当一个宏任务执行完毕后，事件循环会检查微任务队列（如Promise.then回调）。它会不断从微任务队列中取出任务并执行，直到微任务队列为空。
4. 再次进入宏任务队列：微任务队列处理完毕后，事件循环会再次从宏任务队列中取出下一个任务，重复上述过程，如此循环往复。

与传统同步编程模型在处理I/O操作上的不同

1. 传统同步编程：在传统同步编程模型中，当执行到I/O操作（如读取文件、网络请求等）时，程序会阻塞，等待I/O操作完成后才继续执行后续代码。这意味着在I/O操作等待期间，CPU处于空闲状态，无法执行其他任务，导致程序整体效率较低，特别是在处理大量I/O操作时，会严重影响性能。例如：

// 传统同步读取文件示例
const fs = require('fs');
const data = fs.readFileSync('file.txt', 'utf8');
console.log(data);
// 在readFileSync执行期间，后续代码无法执行

2. Node.js事件驱动模型：在Node.js事件驱动模型中，I/O操作是异步的。当遇到I/O操作时，Node.js会将I/O任务交给底层模块处理，然后立即返回，继续执行后续代码。当I/O操作完成后，会将其回调函数放入相应的宏任务队列（如setTimeout类似，I/O完成后回调放入宏任务队列），等待事件循环取出执行。这样，CPU在I/O操作等待期间可以继续执行其他任务，大大提高了程序的并发处理能力和整体效率。例如：

// Node.js异步读取文件示例
const fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', 'utf8', (err, data) => {
    if (err) throw err;
    console.log(data);
});
// readFile调用后立即返回，后续代码可以继续执行