Nodejs的運行原理-架構篇

前言

原本是想只作一個Nodejs運行原理-科普篇，可是收到了很多私信，要我多分享一些更進階，更詳細的內容，因此我會在接下來的兩個月裏繼續更新Nodejs運行原理。

PS：此係列只作Nodejs的運行原理（架構，libuv，v8 etc），並不介紹Nodejs功能以及使用方法。

本文以兩個view來看Nodejs的架構，一個是從模塊依賴的角度，另外一個是從函數調用的角度。

1.模塊依賴

如上圖所示：your code 爲編輯代碼，node.js 核心，Host environment 爲宿主環境（提供各類服務，如文件管理，多線程，多進程，IO etc）

1.1node.js

這裏重點介紹，nodejs組成部分：v8 engine, libuv, builtin modules, native modules以及其餘輔助服務。

v8 engine：主要有兩個做用 1.虛擬機的功能，執行js代碼（本身的代碼，第三方的代碼和native modules的代碼）。

　　　　　　　　　　　　   2.提供C++函數接口，爲nodejs提供v8初始化，建立context，scope等。

libuv：它是基於事件驅動的異步IO模型庫，咱們的js代碼發出請求，最終由libuv完成，而咱們所設置的回調函數則是在libuv觸發。

builtin modules：它是由C++代碼寫成各種模塊，包含了crypto，zlib, file stream etc 基礎功能。（v8提供了函數接口，libuv提供異步IO模型庫，以及一些nodejs函數，爲builtin modules提供服務）。

native modules：它是由js寫成，提供咱們應用程序調用的庫，同時這些模塊又依賴builtin modules來獲取相應的服務支持

簡單總結一下：若是把nodejs看作一個黑匣子，起暴露給開發者的接口則是native modules，當咱們發起請求時，請求自上而下，穿越native modules，經過builtin modules將請求傳送至v8，libuv和其餘輔助服務，請求結束，則從下回溯至上，最終調用咱們的回調函數。

1.2your code

當咱們執行node xxx.js的時候，node會先作一些v8初試化，libuv啓動的工做，而後交由v8來執行native modules以及咱們的js代碼。

2.函數調用

這裏咱們以創建http server爲例

 

如上圖所示：v8執行js代碼 server.listen()時，會經過一些基礎服務到TCPWrap::listen(),TCPWrap是nodejs的內建模塊，其經過libuv的api uv_listen()的方式，由libuv來完成異步調用。

圖中1,2,3,4,5步驟標明瞭調用和返回的路徑，這幾步很快結束，留下callback TCPWrap::OnConnection()等着所須要的數據準備好後被調用。

libuv在獲得所須要的請求後，會調用callback TCPWrap::OnConnection()，在該函數最後經過 tcp_wrap->MakeCallback(env->onconnection_string(), ARRAY_SIZE(argv), argv) 調用V8 engine中的JavaScript callback。

Node.js內建模塊http實際上是創建在模塊net之上的。若是看net.js代碼會發現，其經過 new TCP() 返回的類對象完成後續的TCP connect, bind, open等socket動做。

能夠看到Node.js作的工做像是一座橋。左手V8，右手libuv，將2者有機鏈接在一塊兒。例如HandleWrap::HandleWrap()中記錄了V8 instance中的JavaScript對象以及TCPWrap對象。這樣在TCPWrap::OnConnection()中能夠拿到這兩個對象，執行後續的callback調用。