Как реализована однопоточность в Node.js?

Node.js однопоточен для выполнения JavaScript-кода благодаря механизму Event Loop. Он непрерывно проверяет очередь событий и выполняет соответствующие колбэки.

Для выполнения блокирующих операций (ввод/вывод, работа с файлами, сеть) Node.js использует пул потоков (Thread Pool) из библиотеки libuv. Эти операции выполняются асинхронно в отдельных потоках, не блокируя основной поток Event Loop'а. Результаты или ошибки возвращаются обратно в Event Loop через колбэки.

Ключевые компоненты:

• Event Loop: Основной цикл выполнения, который обрабатывает события и вызовы функций.
• Callback Queue: Очередь для колбэков готовых асинхронных операций.
• Thread Pool: Отдельные потоки для выполнения блокирующих задач.
• libuv: Библиотека низкого уровня, предоставляющая Event Loop и Thread Pool.

// Пример асинхронной операции с файлом
const fs = require('fs');

fs.readFile('file.txt', 'utf8', (err, data) => {
  // Этот колбэк будет выполнен после завершения чтения файла
  // в отдельном потоке из Thread Pool'а
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log(data);
});

console.log('Это сообщение появится первым, так как чтение файла асинхронно');

Таким образом, Node.js обеспечивает высокую производительность для конкурирующих задач за счет неблокирующего ввода/вывода, несмотря на однопоточность выполнения JavaScript.