Node的架构分析
- 浏览器中的EventLoop是根据HTML5定义的规范实现的,不同的浏览器可能会有不同的实现,而Node中是由libuv实现的
- 来看一下Node架构图:
我们会发现libuv中主要维护了一个EventLoop和worker threads(线程池) EventLoop负责调用系统的一些其他操作:文件的IO、Network、child-processes等
- libuv是一个多平台的专注于异步IO的库,它最初是为了Node开发的,但是现在也被使用到Luvit、Julia、pyuv等其他地方
阻塞IO和非阻塞IO
如果我们希望在程序中对一个文件进行操作,那么我们就需要打开这个文件:通过文件描述
JavaScript可以直接对一个文件进行操作吗? 看起来是可以的,但是事实上我们任何程序中的文件操作都是需要进行系统调用(操作系统的文件系统) 事实上对文件的操作,是一个操作系统的系统调用(IO系统,IO是输入、输出)
操作系统通常为我们提供了两种调用方式:阻塞时调用和非阻塞式调用:
阻塞时调用:调用结果返回之前,当前线程处于阻塞态(阻塞态CPU是不会分配时间片的),调用线程只有在得到调用结果之后才会继续执行 非阻塞式调用:调用执行之后,当前线程不会停止执行,只需要过一段时间来检查一下有没有结果返回即可
所以我们开发中的很多耗时操作,都可以基于这样的非阻塞式调用:
比如网络请求本身使用了Socket通信,而Socket本身提供了select模型,可以进行非阻塞方式的工作 比如文件读写的IO操作,我们可以使用操作系统提供的基于事件的回调机制
非阻塞IO的问题
但是非阻塞IO也会存在一定的问题:我们并没有获取到需要读取(我们以读取为例)的结果
那么就意味着为了可以知道是否读取到完整的数据,我们需要频繁的去确定读取到的数据是否是完整的 这个过程我们称之为轮训操作
那么这个轮训的工作由谁来完成呢?
如果我们的主线程频繁的去进行轮训的工作,那么必然会大大降低性能 并且开发中我们可能不只是一个文件的读写,可能是多个文件 而且可能是多个功能:网络的IO、数据库的IO、子进程调用
libuv提供了一个线程池(Thread Pool):
线程池会负责所有相关的操作,并且会通过轮训或者其他的方式等待结果 当获取到结果时,就可以将对应的回调放到事件循环(某一个事件队列)中 事件循环就可以负责接管后续的回调工作,告知JavaScript应用程序执行对应的回调函数
阻塞和非阻塞,同步和异步的区别?
阻塞和非阻塞是对于被调用者来说的
在我们这里就是系统调用,操作系统为我们提供了阻塞调用和非阻塞调用
同步和异步是对于调用者来说的
在我们这里就是自己的程序 如果我们在发起调用之后,不会进行其他任何的操作,只能等待结果,这个过程就称之为同步调用 如果我们在发起调用之后,并不会等待结果,继续完成其他的工作,等到有回调时再去执行,这个过程就是异步调用
Libuv采用的就是非阻塞异步IO的调用方式
Node事件循环的阶段
我们在之前就强调过,事件循环像是一个桥梁,是连接着应用程序的JavaScript和系统调用之间的通道:
无论是我们的文件IO、数据库、网络IO、定时器、子进程,在完成对应的操作后,都会将对应的结果和回调函数放到事件循环(任务队列)中 事件循环会不断的从任务队列中取出对应的事件(回调函数)来执行
但是一次完成的事件循环Tick分成很多个阶段:
定时器(Timers):本阶段执行已经被setTimeout()和setInterVal()的调度回调函数 待定回调(Pending Callback):对某些系统操作(如TCP错误类型)执行回调,比如TCP连接是接收到ECONNREFUSED idle,prepare:仅系统内部使用 轮训(Poll):检索新的I/O事件;执行与I/O相关的回调 检测:setImmediate()回调函数在这里执行 关闭的回调函数:一些关闭的回调函数,如:socket.on(‘close’,…)
Node循环事件图解
Node的宏任务和微任务
Node的事件循环更复杂,它也分为微任务和宏任务:
宏任务(macrotask):setTimeout、setInterval、IO事件、setImmediate、close事件 微任务(microtask):Promise的then回调、process.nextTick、queueMicrotask
但是Node中的事件循环不只是微任务队列和宏任务队列:
微任务队列: next tick queue:process.nextTick other queue:Promise的then回调、queueMicrotask 宏任务队列: timer queue:setTimeout、setInterval poll queue:IO事件 check queue:setImmediate close queue:close事件
接下里通过题来理解一下 ==>??
作者:Cnc_zj 本文源自:Cnc_zj的《普歌-事件循环-发布npm-Stream》 本文版权归作者和CSDN共有,欢迎转载,且在文章页面明显位置给出原文链接,未经作者同意必须保留此段声明,否则保留追究法律责任的权利。
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