nodejs运行机制

1.简介

Node.js是一个事件驱动I/O服务端JavaScript环境,基于Google的V8引擎,V8引擎执行Javascript的速度非常快,性能非常好。将libuv作为跨平台抽象层,libuv是用c/c++写成的高性能事件驱动的程序库。nodejs的原理类似c/c++系统编程中的epoll

2.nodejs运行系统

 根据上图,Node.js的运行机制如下。

(1)V8引擎解析JavaScript脚本。

(2)解析后的代码,调用Node API。

(3)libuv库负责Node API的执行。它将不同的任务分配给不同的线程,形成一个Event Loop(事件循环),以异步的方式将任务的执行结果返回给V8引擎。

(4)V8引擎再将结果返回给用户。

注意:node.js的主进程和Event Loop是分开的,主进程执行完同步代码就不执行了,剩下的就交给事件循环去做了。

3.事件循环(Event Loop)

nodejs 执行之后会初始化一个事件循环,执行代码程序(这些程序可能会造成异步调用、定时器或者process.nextTick()),然后开始执行事件循环。

事件循环的执行循序:


上边的每一个模块都是事件循环的一个阶段,每个阶段都有一个要执行的回调的FIFO队列。虽然每个阶段都不同,一般来说,当事件执行到一个阶段,先执行这个阶段特有的操作,然后操作这个阶段的队列,当队列执行完或者达到了回调上限,事件循环就会执行下一个阶段。

各个阶段介绍

timers:

执行 setTimeout() 和 setInterval().的回调

var fs = require('fs');

function someAsyncOperation (callback) {

  // Assume this takes 95ms to complete

  fs.readFile('/Users/fyh13/fyh13/redis/nodes.conf', callback);

}

var timeoutScheduled = Date.now();

setTimeout(function () {

  var delay = Date.now() - timeoutScheduled;

  console.log(delay + "ms have passed since I was scheduled");

}, 100);

// do someAsyncOperation which takes 95 ms to complete

someAsyncOperation(function () {

  var startCallback = Date.now();

  // do something that will take 10ms...

  while (Date.now() - startCallback < 10) {

    ; // do nothing

  }

  console.log("someAsyncOperation end...")

});

执行结果:

someAsyncOperation end...

102ms have passed since I was scheduled

从执行结果来看,nodejs先执行setTimeout,后执行someAsyncOperation。执行顺序:进来readFile队列为空,setTimeout队列也是空,readFile先执行完成,将阻塞10ms的回调添加到poll队列,执行完后setTimeout还没执行完,等待,setTimeout时间到,执行回调

I/O callbacks:

队列执行几乎所有的异常行为的回调函数,这些异常行为包括被定时器和setImmediate()预定的关闭的回调。 包括系统操作 例如TCP errors

idle, prepare:

内部调用

poll:

检索新的I/O事件;在适当的时候阻塞

1、执行到这一步判断poll队列是否为空 

2、不为空执行队列,直到队列为空或者回调数超过最大值 

3、为空 1)如果脚本被setImmediate()计划好了,事件循环结束poll时期,继续check时期去执行计划好的脚本;2)如果脚本没有被setImmediate()计划,事件循环等着回调被添加到队列,然后立马执行

只要poll队列为空,事件循环将检查哪个定时器的时间已经到了,如果有定时器时间到了,事件循环将回到timer时段处理这些定时的回调

小结:poll队列为空的时候,事件循环有可能执行check阶段执行setImmediate的回调,也有可能回到timer阶段执行setTimeout的回调,这取决于setImmediate和setTimeout的回调哪个到得早。

check:

setImmediate() 的回调在这里执行 当程序执行之后,一般情况下,事件循环会在poll阶段等待连接请求,但是,如果代码中有setImmediate()的回调函数,并且poll阶段空闲,事件循环就会继续执行check阶段,而不会继续在poll阶段等在poll事件

close callbacks:

执行像这样的 socket.on('close', ...).

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