前端知識體系-NodeJS相關】NodeJS基礎知識全面總結

NodeJS基礎知識

1. Node的全局對象和全局變量

1.1 全局對象：全部模塊均可以調用的

1. global：表示Node所在的全局環境，相似於瀏覽器的window對象。

2. process：該對象表示Node所處的當前進程，容許開發者與該進程互動。

3. console：指向Node內置的console模塊，提供命令行環境中的標準輸入、標準輸出功能。

1.2 全局函數

1. 定時器函數：共有4個，分別是setTimeout(), clearTimeout(), setInterval(), clearInterval()；
2. require：用於加載模塊；
3. Buffer()：用於操做二進制數據。

1.3 全局變量

1. __filename：指向當前運行的腳本文件名。
2. __dirname：指向當前運行的腳本所在的目錄。

2. Node的三大特色

2.1 單線程

    Node.js不爲每一個客戶鏈接建立一個新的線程，而僅僅使用一個線程。當有用戶鏈接了，就觸發一個內部事件，經過非阻塞I/O、事件驅動機制，讓Node.js程序宏觀上也是並行的。
        

2.2 非阻塞I/O  

1. 因爲Node.js中採用了非阻塞型I/O機制，所以在執行了訪問數據庫的代碼以後，將當即轉而執行其後面的代碼，把數據庫返回結果的處理代碼放在回調函數中，從而提升了程序的執行效率。

2. 當某個I/O執行完畢時，將以事件的形式通知執行I/O操做的線程，線程執行這個事件的回調函數。爲了處理異步I/O，線程必須有事件循環，不斷的檢查有沒有未處理的事件，依次予以處理。

3. 阻塞模式下，一個線程只能處理一項任務，要想提升吞吐量必須經過多線程。而非阻塞模式下，一個線程永遠在執行計算操做，這個線程的CPU核心利用率永遠是100%。因此，這是一種特別有哲理的解決方案：與其人多，可是好多人閒着；還不如一我的玩命，往死裏幹活兒。

2.3 事件驅動event-driven

1. 在Node中，在一個時刻，只能執行一個事件回調函數，可是在執行一個事件回調函數的中途，能夠轉而處理其餘事件（好比，又有新用戶鏈接了），而後返回繼續執行原事件的回調函數，這種處理機制，稱爲「事件環」機制。

2. Node.js底層是C++（V8也是C++寫的）。底層代碼中，近半數都用於事件隊列、回調函數隊列的構建。

3. Node技術架構

3.1 Node底層架構

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

[!NOTE]
總結：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。

3.2 Node函數調用機制

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

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參考文章

• http://www.javashuo.com/article/p-duptkubv-cy.html