Node.js Runtime Internals

Trilha #4 do plano de estudos. Como o Node.js realmente executa o código por baixo dos panos.

Event Loop (libuv)

Fases em ordem, por iteração (tick):

1. timers — callbacks de setTimeout/setInterval.
2. pending callbacks — alguns callbacks de I/O adiados.
3. idle/prepare — interno.
4. poll — busca novos eventos de I/O; executa callbacks de I/O.
5. check — callbacks de setImmediate.
6. close callbacks — ex.: socket.on('close').

• Microtasks rodam entre fases e esvaziam completamente: process.nextTick (fila própria, prioridade máxima) e depois Promises (then/catch/finally).
• setImmediate (check) vs setTimeout(0) (timers): a ordem depende do contexto; dentro de um callback de I/O, setImmediate roda primeiro.

console.log("1");
setTimeout(() => console.log("timeout"), 0);
setImmediate(() => console.log("immediate"));
Promise.resolve().then(() => console.log("promise"));
process.nextTick(() => console.log("nextTick"));
console.log("2");
// 1, 2, nextTick, promise, (timeout/immediate conforme contexto)

libuv & thread pool

• Node é single-threaded para JS, mas o libuv usa um thread pool (padrão 4, UV_THREADPOOL_SIZE) para: fs, DNS (dns.lookup), crypto.pbkdf2, zlib.
• Bloquear o event loop (loop pesado de CPU, *Sync) trava todas as conexões. Offload para worker_threads ou fila (ver nodejs-high-concurrency).

V8

• Call stack + heap; GC geracional (new space / old space), scavenge vs mark-sweep-compact.
• Hidden classes / inline caches — manter shape dos objetos estável ajuda o JIT.
• Flags úteis: --max-old-space-size, --inspect (DevTools), heap snapshots.

Streams & backpressure

• Readable/Writable/Transform/Duplex; pipe/pipeline.
• Backpressure: write() retorna false → pare até o evento drain.
• Use streams para arquivos/respostas grandes e evitar estourar a memória.

Concorrência & processos

• worker_threads — paralelismo de CPU, memória compartilhável (SharedArrayBuffer).
• cluster / PM2 — múltiplos processos compartilhando porta (escala em cores).
• child_process — spawn de processos externos.

Diagnóstico de memória

• Vazamentos comuns: listeners não removidos, closures retendo refs, caches sem limite, timers órfãos.
• Ferramentas: --inspect + Chrome DevTools, heap snapshots, clinic.js, --prof.

Perguntas de entrevista (treinar)

• Explique as fases do event loop. Onde entram microtasks?
• process.nextTick vs setImmediate vs setTimeout(0)?
• O que o thread pool do libuv processa?
• O que acontece se você bloquear o event loop? Como evitar?
• O que é backpressure em streams?

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