3.3 Node的异步I/O

好，我们进入第三章的核心重头戏：3.3 Node的异步I/O！

这一节是全章（甚至全书）最精彩、最硬核的部分。朴灵作者用清晰的层层递进方式，完整拆解了Node.js异步I/O的全过程：从JS调用fs.readFile，到底层libuv如何处理，再到回调最终执行。

这一节分为四个子小节：

• 3.3.1 事件循环
• 3.3.2 观察者
• 3.3.3 请求对象
• 3.3.4 执行回调

作者用一张经典的“Node异步I/O全流程图”串起整个过程（几乎所有读者笔记都会重绘这张图），流程大致是：
JS层 → C++绑定层 → libuv请求对象 → 线程池/系统异步 → 完成回调 → 事件循环触发JS回调。

下面是一些经典的Node异步I/O流程图、事件循环阶段图、请求对象示意图（来自读者笔记、官方文档和原书风格重绘，这些图是理解这一节的“神器”）：

3.3 Node的异步I/O（整体概述）

Node的异步I/O不是V8原生支持的，而是通过C++内置模块（如fs、net）桥接到libuv实现的。整个过程可以概括为四个阶段：

1. 初始化事件循环（Node启动时libuv创建loop）。
2. 用户调用异步API（如fs.readFile），JS层创建回调。
3. C++层封装请求对象，投递给libuv（可能进线程池或直接系统调用）。
4. I/O完成后，libuv把回调推入事件队列。
5. 事件循环轮询到相应阶段，执行JS回调。

现在我们从第一个子小节开始。

3.3.1 事件循环

这是Node的“心脏”——Event Loop。

• Node的事件循环由libuv实现，和浏览器的Event Loop类似，但更强大（支持文件I/O、子进程等）。

• 事件循环分为多个阶段（phases），每个阶段有自己的回调队列：

  1. timers：执行setTimeout、setInterval回调。
  2. pending callbacks：执行某些系统操作的回调（如TCP错误）。
  3. idle, prepare：libuv内部用。
  4. poll：最重要阶段！
     • 轮询I/O事件（epoll_wait / IOCP等）。
     • 如果有就绪事件，执行相关回调。
     • 如果没有，可能会阻塞等待（取决于是否有timer）。
  5. check：执行setImmediate回调。
  6. close callbacks：执行close事件回调。

• 每个阶段执行完，会检查是否有process.nextTick队列，有则立即清空（microtask，比Promise还优先）。

• 循环永不停止，除非无任何观察者/定时器/请求。

作者强调：poll阶段是异步I/O回调执行的主要场所。

下面是现代Node事件循环阶段图（书里是早期版本，现在阶段基本一致，但有细微优化）：

这一子节读完，你就知道为什么setTimeout不一定准时、为什么nextTick比Promise快了。