Node.js采用 事件驱动 和 异步I/O 的方式，实现了一个单线程、高并发的运行时环境，而单线程就意味着同一时间只能做一件事，那么Node.js如何利用单线程来实现高并发和异步I/O？本文将围绕这个问题来探讨Node.js的单线程模型：
1、高并发
一般来说，高并发的解决方案就是多线程模型，服务器为每个客户端请求分配一个线程，使用同步I/O，系统通过线程切换来弥补同步I/O调用的时间开销，比如Apache就是这种策略，由于I/O一般都是耗时操作，因此这种策略很难实现高性能，但非常简单，可以实现复杂的交互逻辑。
而事实上，大多数网站的服务器端都不会做太多的计算，它们只是接收请求，交给其它服务（比如从数据库读取数据），然后等着结果返回再发给客户端。因此，Node.js针对这一事实采用了单线程模型来处理，它不会为每个接入请求分配一个线程，而是用一个主线程处理所有的请求，然后对I/O操作进行异步处理，避开了创建、销毁线程以及在线程间切换所需的开销和复杂性。
2、事件循环
Node.js 在主线程中维护了一个事件队列，当接收到请求后，就将请求作为一个事件放入该队列中，然后继续接收其他请求。当主线程空闲时(没有请求接入时)，就开始循环事件队列，检查队列中是否有要处理的事件，这时要分两种情况：如果是非I/O任务，就亲自处理，并通过回调函数返回到上层调用；如果是I/O任务，就从线程池中拿出一个线程来执行这个事件，并指定回调函数，然后继续循环队列中的其他事件。当线程中的I/O任务完成后，就执行指定的回调函数，并把这个完成的事件放到事件队列的尾部，等待事件循环，当主线程再次循环到该事件时，就直接处理并返回给上层调用。 这个过程就叫事件循环(Event Loop)，如下图所示：
这个图是整个Node.js的运行原理，从左到右，从上到下，Node.js被分成了四层，分别是应用层、V8引擎层、Node API层 和 LIBUV层，
应用层： 即Javascript交互层，常见的就是Node.js的模块，比如 http，fs
V8引擎层： 即利用V8引擎来解析Javascript语法，进而和下层API交互
NodeAPI层： 为上层模块提供系统调用，一般是由C语言来实现，和操作系统进行交互
LIBUV层： 即Event Loop，是Node.js实现异步的核心，由LIBUV库来实现，而LIBUV中的线程池是由操作系统内核接受管理的。
从上述理解来看，Node.js的单线程仅仅是指Javascript运行在单线程中，而并非Node.js是单线程，在Node中，无论是Linux平台还是Windows平台，内部都是通过线程池来完成IO操作，而LIBUV就是针对不同平台的差异性实现了统一调用。
3、事件驱动
总结上面的过程可以发现，Node.js的核心是使用事件驱动模式实现了异步I/O，为了更具体、更清晰的理解和接受这个事实，我们用代码来描述Node.js的事件驱动模型：
3.1、事件队列
首先，我们需要定义一个事件队列，既然是队列，那就是一个先进先出(FIFO)的数据结构，我们用JS的数组来描述，如下：
/** * 定义事件队列 * 入队：unshfit() * 出队：pop() * 空队列：length == 0 */ eventQueue:[],
为了方便理解，我们规定：数组的第一个元素是队列的尾部，数组的最后一个元素是队列的头部， unshfit 就是在尾部插入一个元素，pop就是从头部弹出一个元素，这样就实现了一个简单的队列。
3.2、接收请求
定义一个总的入口来接收用户请求，如下所示：
/** * 接收用户请求 * 每一个请求都会进入到该函数 * 传递参数request和response */ processHttpRequest:function(request,response){ //定义一个事件对象 var event = createEvent({ params:request.params, //传递请求参数 result:null, //存放请求结果 callback:function(){} //指定回调函数 }); //在队列的尾部添加该事件 eventQueue.unshift(event); },
这个函数很简单，就是把用户的请求包装成事件，放到队列里，然后继续接收其他请求。
3.3、事件循环
当主线程处于空闲时就开始循环事件队列，所以，我们再定义一个事件循环的函数：
/** * 事件循环主体，主线程择机执行 * 循环遍历事件队列 * 处理事件 * 执行回调，返回给上层 */ eventLoop:function(){ //如果队列不为空，就继续循环 while(this.eventQueue.length > 0){ //从队列的头部拿出一个事件 var event = this.eventQueue.pop(); //如果是IO任务 if(isIOTask(event)){ //从线程池里拿出一个线程 var thread = getThreadFromThreadPool(); //交给线程处理 thread.handleIOTask(event) }else { //非IO任务处理后，直接返回结果 var result = handleEvent(event); //最终通过回调函数返回给V8，再由V8返回给应用程序 event.callback.call(null,result); } } },
主线程不停的检测事件队列，对于IO任务就交给线程池来处理，非IO任务就自己处理并返回。
3.4、线程池
线程池接到任务以后，直接处理IO操作，比如读取数据库：
当IO