了解Nodejs运行原理

时间：2021-01-19 18:58

前言

Node目前处境稍显尴尬，很多语言都已经拥有异步非阻塞的能力。阿里的思路是比较合适的，但是必须要注意，绝对不能让node做太多的业务逻辑，他只适合接收生成好的数据，然后或渲染后，或直接发送到客户端。

为什么nodejs 还可以成为主流技术哪？

是因为nodejs 对于大前端来说还是非常重要的技术！！！如果你理解nodejs 的编程原理，很容易就会理解angularjs，reactjs 和vuejs 的设计原理。

NodeJS

Node是一个服务器端JavaScript解释器，用于方便地搭建响应速度快、易于扩展的网络应用。Node使用事件驱动，非阻塞I/O 模型而得以轻量和高效，非常适合在分布式设备上运行数据密集型的实时应用。
Node是一个可以让JavaScript运行在浏览器之外的平台。它实现了诸如文件系统、模块、包、操作系统 API、网络通信等Core JavaScript没有或者不完善的功能。历史上将JavaScript移植到浏览器外的计划不止一个，但Node.js 是最出色的一个。

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V8引擎

V8 JavaScript引擎是Google用于其Chrome浏览器的底层JavaScript引擎。很少有人考虑JavaScript在客户机上实际做了些什么!

实际上，JavaScript引擎负责解释并执行代码。Google使用V8创建了一个用C++编写的超快解释器，该解释器拥有另一个独特特征；您可以下载该引擎并将其嵌入任何应用程序。V8 JavaScript引擎并不仅限于在一个浏览器中运行。

因此，Node实际上会使用Google编写的V8 JavaScript引擎，并将其重建为可在服务器上使用。

事件驱动

在我们使用Java，PHP等语言实现编程的时候，我们面向对象编程是完美的编程设计，这使得他们对其他编程方法不屑一顾。却不知大名鼎鼎Node使用的却是事件驱动编程的思想。那什么是事件驱动编程。

事件驱动编程，为需要处理的事件编写相应的事件处理程序。代码在事件发生时执行。

为需要处理的事件编写相应的事件处理程序。要理解事件驱动和程序，就需要与非事件驱动的程序进行比较。实际上，现代的程序大多是事件驱动的，比如多线程的程序，肯定是事件驱动的。早期则存在许多非事件驱动的程序，这样的程序，在需要等待某个条件触发时，会不断地检查这个条件，直到条件满足，这是很浪费cpu时间的。而事件驱动的程序，则有机会释放cpu从而进入睡眠态（注意是有机会，当然程序也可自行决定不释放cpu），当事件触发时被操作系统唤醒，这样就能更加有效地使用cpu。
来看一张简单的事件驱动模型（uml）：

事件驱动模型主要包含3个对象：事件源、事件和事件处理程序。

 事件源：产生事件的地方(html元素)

 事件：点击/鼠标操作/键盘操作等等

 事件对象：当某个事件发生时，可能会产生一个事件对象，该时间对象会封装好该时间的信息，传递给事件处理程序

 事件处理程序：响应用户事件的代码

运行原理

当我们搜索Node.js时，夺眶而出的关键字就是 “单线程，异步I/O，事件驱动”，应用程序的请求过程可以分为俩个部分：CPU运算和I/O读写，CPU计算速度通常远高于磁盘读写速度，这就导致CPU运算已经完成，但是不得不等待磁盘I/O任务完成之后再继续接下来的业务。
所以I/O才是应用程序的瓶颈所在，在I/O密集型业务中，假设请求需要100ms来完成，其中99ms化在I/O上。如果需要优化应用程序，让他能同时处理更多的请求，我们会采用多线程，同时开启100个、1000个线程来提高我们请求处理，当然这也是一种可观的方案。
但是由于一个CPU核心在一个时刻只能做一件事情，操作系统只能通过将CPU切分为时间片的方法，让线程可以较为均匀的使用CPU资源。但操作系统在内核切换线程的同时也要切换线程的上线文，当线程数量过多时，时间将会被消耗在上下文切换中。所以在大并发时，多线程结构还是无法做到强大的伸缩性。
那么是否可以另辟蹊径呢？！我们先来看看单线程，《深入浅出Node》一书提到 “单线程的最大好处，是不用像多线程编程那样处处在意状态的同步问题，这里没有死锁的存在，也没有线程上下文切换所带来的性能上的开销”，那么一个线程一次只能处理一个请求岂不是无稽之谈，先让我们看张图：