面试题：JavaScript 中优化 Node HTTP 服务器并发处理能力之事件循环理解

Question

在 Node.js 中，事件循环对于处理并发请求起着关键作用。请描述一下事件循环的基本原理，以及它如何帮助 Node HTTP 服务器处理多个并发请求。另外，举例说明一个可能会阻塞事件循环的操作，并阐述如何避免。

Answer 1

事件循环基本原理

1. 单线程执行环境：Node.js 运行在单线程环境中，这意味着同一时间只能执行一个任务。
2. 调用栈：它是一个后进先出（LIFO）的数据结构，用于存储正在执行的函数调用。当一个函数被调用时，它的执行上下文会被压入调用栈；函数执行完毕后，其上下文从调用栈弹出。
3. 任务队列：也叫消息队列，用于存放异步操作完成后产生的回调函数。当一个异步操作（如 I/O 操作、定时器到期等）完成时，对应的回调函数会被放入任务队列。
4. 事件循环机制：事件循环不断地检查调用栈是否为空。如果调用栈为空，它会从任务队列中取出一个回调函数并将其压入调用栈执行。如此循环往复，使得 Node.js 能够在单线程环境下处理多个异步任务。

对 Node HTTP 服务器处理并发请求的帮助

1. 非阻塞 I/O：Node HTTP 服务器基于事件驱动和非阻塞 I/O 模型。当接收到一个 HTTP 请求时，服务器不会等待请求处理完成（如读取文件、数据库查询等 I/O 操作），而是将这些 I/O 操作交给底层系统去处理，然后继续处理下一个请求。
2. 异步回调处理：当 I/O 操作完成后，其对应的回调函数会被放入任务队列。事件循环会在调用栈为空时，将这些回调函数依次压入调用栈执行，从而完成对请求的响应。这样，Node HTTP 服务器可以高效地处理多个并发请求，而不会因为某个请求的 I/O 操作而阻塞其他请求的处理。

可能阻塞事件循环的操作及避免方法

1. 阻塞操作示例：同步的文件读取操作（如 fs.readFileSync）。如果在 Node HTTP 服务器的请求处理函数中使用 fs.readFileSync 读取一个大文件，由于该操作是同步的，会一直占用调用栈，直到文件读取完成，期间事件循环无法处理其他任务，导致服务器暂时无法响应新的请求。
2. 避免方法：使用异步版本的文件读取操作，如 fs.readFile。这个方法是非阻塞的，它会将文件读取操作交给底层系统，然后立即返回，不会阻塞调用栈。当文件读取完成后，通过回调函数来处理读取结果。示例代码如下：

const fs = require('fs');
const http = require('http');

http.createServer((req, res) => {
    fs.readFile('largeFile.txt', 'utf8', (err, data) => {
        if (err) {
            res.statusCode = 500;
            res.end('Error reading file');
        } else {
            res.end(data);
        }
    });
}).listen(3000);

这样，在文件读取期间，事件循环可以继续处理其他请求，保证了服务器的并发处理能力。