Node.js 技術架構簡述

Node.js 不是什麼？

• Node.js 不是Web後端框架，不能與 Spring 和 Flask 相比
• Node.js 不是編程語言，不能與 Python 和 PHP 相比

Node.js 是什麼？Wiki

• Node.js 是一個平臺

  • 它組合多種技術
  • 它讓 JavaScript 也能調用系統接口，開發後端應用

• Node.js 用到了哪些技術

  V8 引擎、libuv、C/C++ 實現的 c-ares（DNS解析）、http-parser（HTTP 解析）、OpenSSL（HTTPS）、zlib（壓縮） 等庫。

  若是對源碼實現感興趣，推薦查看:

  Node.js v0.10 (代碼量較少，適合閱讀)

  Node.js 源碼分析

Node.js 技術架構

Node.js 技術架構如圖所示，下面簡單介紹一下它們的做用

bindings

假如 C/C++ 實現了一個 xxx 庫，很好用，JS 沒法直接調用它。Node.js 用 C++ 對其進行了封裝，使它符合某些要求。封裝的文件叫 xxx_bindings.cpp，而後使用 Node.js 編譯爲 .node 文件（並非惟一的方式，也有其餘方法），而後 JS 能夠直接 require 這個文件，binding 文件就是 JS 和 C/C++ 庫中間的橋樑，而 Node.js 提供了不少 binding，因此加個 s，也就是 bindings

libuv

一個跨平臺的異步 I/O 庫，會根據系統自動選擇合適的方案

用於 TCP / UDP / DNS / 文件等異步操做

I/O 是什麼？

全部輸入輸出都屬於I/O，例如文件讀寫、訪問網絡、發送接收文件等

V8

功能

• 將 JS 源碼變成本地代碼執行
• 維護調用棧，確保 JS 函數的執行順序
• 內存管理
• 垃圾回收，重複利用無用的內存
• 實現 JS 的標準庫

注意

• V8 不提供 DOM API
• V8 執行 JS 是單線程的
• 能夠開啓兩個線程分別執行 JS
• V8 自己是多線程的
• V8 自帶 event loop 可是 Node.js 基於 libuv 本身作了一個

簡單說一下 Event Loop：

Event（事件）

計時器到期、文件可讀、文件讀取出錯、socket有內容了、socket 關閉了，這些都是Event

Loop（循環）

事件是有優先級的，例如：

setTimeout(f1,100)
fs.readFile('/1.txt',f2)
server.on('close',f3)
複製代碼

這上面的三個事件若是同時發生，確定是會有一個執行優先級的規則（人爲規定）的，而 Node.js會按照這個規則輪詢事件，如 1->2->3->1->2->3

Event Loop

推薦閱讀：Event Loop、計時器、nextTick-方應杭

操做系統觸發事件，JS 處理事件，Event Loop 就是對事件處理順序的管理

執行順序

重點：

• timer檢查定時器
• poll 輪詢，檢查系統事件
• check 檢查 setImmediate 回調
• 其餘階段不多使用

大部分時間，Node.js 都停在 poll 輪詢階段。大部分事件也都在 poll 階段被處理，如文件、網絡請求。

setTimeout(f1,0) 
setImmediate(f2)
// 上方代碼大部分時間是 setImmediate 先執行
// 由於大部分時間 Node.js 停留在 poll 階段
// 前往 timer 階段須要先通過 check 階段
// 會先執行 setImmediate 回調
複製代碼

總結

• 用 libuv 進行異步 I/O 操做
• 用 event loop 管理事件處理順序
• 用 C/C++ 庫高效處理 DNS/HTTP...
• 用 bindings 讓 JS 能和 C/C++ 溝通
• 用 V8 運行 JS
• 用 Node.js 標準庫簡化 JS 代碼
• 這就是 Node.js

Node.js API

Node.js API 是 Node.js 對外開放用來調用上述功能進行的應用接口，須要使用時可自行查看文檔

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