libuv之事件循环loop

libuv强制使用异步的，事件驱动的编程风格。它的核心工作是提供一个event-loop，还有基于I/O和其它事件通知的回调函数。libuv还提供了一些核心工具，例如定时器，非阻塞的网络支持，异步文件系统访问，子进程等。

在事件驱动编程中，程序会关注每一个事件，并且对每一个事件的发生做出反应。libuv会负责将来自操作系统的事件收集起来，或者监视其他来源的事件。这样，用户就可以注册回调函数，回调函数会在事件发生的时候被调用。event-loop会一直保持运行状态。用伪代码描述如下：

 

while there are still events to process:
    e = get the next event
    if there is a callback associated with e:
        call the callback

 

系统编程中最经常处理的一般是输入和输出，而不是一大堆的数据处理。问题在于传统的输入／输出函数(例如read，fprintf)都是阻塞式的。实际上，向文件写入数据，从网络读取数据所花的时间，对比cpu的处理速度差得太多。任务没有完成，函数是不会返回的，所以你的程序在这段时间内什么也做不了。对于需要高性能的的程序来说，这是一个主要的障碍。

其中一个标准的解决方案是使用多线程。每一个阻塞的I/O操作都会被分配到各个线程中（或者是使用线程池）。当某个线程一旦阻塞，处理器就可以调度处理其他需要cpu资源的线程。

但是libuv使用了另外一个解决方案，那就是异步，非阻塞。大多数的现代操作系统提供了基于事件通知的子系统。例如，一个正常的socket上的read调用会发生阻塞，直到发送方把信息发送过来。但是，实际上程序可以请求操作系统监视socket事件的到来，并将这个事件通知放到事件队列中。这样，程序就可以很简单地检查事件是否到来（可能此时正在使用cpu做数值处理的运算），并及时地获取数据。说libuv是异步的，是因为程序可以在一头表达对某一事件的兴趣，并在另一头获取到数据（对于时间或是空间来说）。它是非阻塞是因为应用程序无需在请求数据后等待，可以自由地做其他的事。libuv的事件循环方式很好地与该模型匹配, 因为操作系统事件可以视为另外一种libuv事件. 非阻塞方式可以保证在其他事件到来时被尽快处理（当然还要考虑硬件的能力）。

Note：

我们不需要关心I/O在后台是如何工作的，但是由于我们的计算机硬件的工作方式，线程是处理器最基本的执行单元，libuv和操作系统通常会运行后台/工作者线程, 或者采用非阻塞方式来轮流执行任务。

Bert Belder，一个libuv的核心开发者，通过一个短视频向我们解释了libuv的架构和它的后台工作方式。如果你之前没有接触过类似libuv，libev，这个视频会非常有用。视频的网址是https://youtu.be/nGn60vDSxQ4。

包含了libuv的event-loop的更多详细信息：

http://docs.libuv.org/en/v1.x/design.html#the-i-o-loop