Node.js y el Event Loop

Una de las razones que ha hecho popular a Node.js es su extraordinaria velocidad de respuesta en comparación con un servidor Java (por ej. Tomcat). Obviamente esto no se consigue gratis, y es que a diferencia de un servidor Java, Node.js es “single threaded” solo hay un hilo de ejecución atendiendo todas las peticiones, no se levanta uno nuevo cada vez. Esto elimina toda la sobrecarga de gestión de los hilos (locks y demás).

Pero para que esto funcione las aplicaciones tienen que ser programadas de forma que no se bloqueen en tareas lentas como una consulta a la red, un acceso base de datos o a un fichero. Es por ello que la programación asíncrona está en el fundamento de Node.js. Node.js es una apuesta a que un solo hilo con procesado asíncrono tiene mejor rendimiento y escalabilidad que una implementación multi-hilo.

Programación síncrona

Node.js se apoya en un motor de ejecución javascript como el que contiene cualquier navegador. Este motor es el que es single-threaded, y en el navegador es la razón de que si tienes una página y tu código realiza varias llamadas de red síncronas que tardan mucho, acabes con una página que se queda bloqueada y donde no puedes hacer click en ningún sitio.

Es el mismo problema que tenemos en Node.js si hiciéramos muchas llamadas síncronas costosas (base de datos, ficheros, red). No habría respuesta hasta finalizadas todas las tareas.bloqueos_node

La forma de evitar los bloqueos es con programación asíncrona y en un navegador como Chrome esto es posible porque aparte del hilo de ejecución del motor javascript hay otros hilos de gestión. Entre ellos el famoso Event Loop. ¿Cómo funciona?

Programación asíncrona y el Event Loop

Cuando se ejecuta un código javascript en una página, de forma síncrona, usa la pila de llamadas del motor. Los métodos invocados se van apilando y desapilando y solo se devuelve el control al navegador cuando la pila se vacía. En este modo síncrono, si hay tareas que tardan mucho, podemos vernos con que la página se “congela” durante un buen rato.

callstack_sincrono

Si realizamos tareas de forma asíncrona, como cuando invocamos el API setTimeOut pasando una función de callback y un retardo, esta es ejecutada por un hilo independiente del navegador, fuera de la pila de Javascript. Cuando termina de ejecutarse la función de callback queda en una cola, a la espera de poder ejecutarse.

callstack_asincrono

¿Cuando se ejecuta la función de callback? En cuanto la pila se libera otro hilo de gestión del navegador, el famoso Event Loop, coge la función para meterla en la pila.

Por todo lo anterior es que se usa ese truco de llamar a funciones pasándolas a setTimeOut con delay 0. Las funciones no se ejecutan directamente, sino que acaban en una cola, y el loop irá pasándolas a la pila cada vez que se vacíe. En esos huecos en medio la página responde a nuestras acciones, no está bloqueada. Provocamos asincronía y creamos páginas mas dinámicas.

APIs asíncronas como setTimeOut hay muchas: para llamadas en red, consulta de almacenes de datos, etc.

Node.js resuelve la programación asíncrona como hemos descrito antes para el navegador. Y es que Node.js usa el motor javascript en que se basa Chome, y los procesos de gestión alrededor del motor son como los que usa el navegador.

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