Nodejs的运行原理-生态篇

Posted 2020-10-22 peiyu1988

前言

这里是重点：Nodejs 是由v8 engine，libuv和内置模块组成，可以将v8 engine和 libuv看成一个库，两者是以源码的方式直接编译执行node中去的。

这是一个广泛的介绍，后面会详细介绍Nodejs的生态圈。

V8 engine

V8官方文档 https://developers.google.com/v8/intro

 

        #include "include/v8.h"
	#include "include/libplatform/libplatform.h"

	using namespace v8;

	int main(int argc, char* argv[]) {
	// V8初试化.
	V8::InitializeICU();
	Platform* platform = platform::CreateDefaultPlatform();
	V8::InitializePlatform(platform);
	V8::Initialize();

	// 创建isolate.
	Isolate* isolate = Isolate::New();
	{
		Isolate::Scope isolate_scope(isolate);

		// 创建HandleScope.
		HandleScope handle_scope(isolate);

		// 创建context 环境.
		Local<Context> context = Context::New(isolate);
  
		// 引入环境.
		Context::Scope context_scope(context);
  
		// 创建字符串.
		Local<String> source = String::NewFromUtf8(isolate, "\'Hello\' + \', World!\'");
  
		// 编译字符串.
		Local<Script> script = Script::Compile(source);
  
		// Run，并且获取返回值.
		Local<Value> result = script->Run();
  
		// 转换为utf8，并且打印出来.
		String::Utf8Value utf8(result);
		printf("%s\\n", *utf8);
	}

	// 关掉v8.
	isolate->Dispose();
	V8::Dispose();
	V8::ShutdownPlatform();
	delete platform;
	return 0;
}

 

 上面代码展示了一个典型的V8使用例。

1.isolate 代表一个V8实例，各个isolate是独立的（隔绝的），isolate中的obj无法再另一个isolate中被使用。

2.context 代表执行js代码的虚拟机，在这个虚拟机中，集成了一些功能，例如math，json，date(),RegExp()等。一个isolate可以同时存在多个context，这些context可以自由切换。如下图所示。

3.在V8 engine中，通过handle访问存在与heap上的js obj，如local，persistent，eternal，在V8中，有一个handle stack用于管理这些handles，如下图所示。

libuv

libuv主要用于处理事件驱动的异步IO模型，官方文档 http://nikhilm.github.io/uvbook/ 

libuv通过epoll，kqueue，event ports和IOCP来实现异步network IO。file，dns的操作则依赖于thread pool 来实现，正如上图所示。

libuv的重点是IO和event loop，loop负责调度callback，运行idle function，执行轮询等操作。

Nodejs

除了V8 engine和libuv ，Nodejs本身也做了很多的工作，它提供了js模块，c++模块等核心模块供开发者使用。

Nodejs 将这些核心js模块命名为native module，c++模块命名为builtin module，內建的c++模块则安放于node源码lib目录下。

下图为native module和builtin module编译及加载到内存的全过程。

当 node test.js 执行时，node_main.cc首先被调用，这一步初始化了V8 engine和libuv执行环境。

uv_run(env->event_loop,UV_RUN_ONCE)用于启动libuv event loop，而我们的js代码则会被传递到creatEnvironment()，最后交由V8处理。

查看Node.cc代码，可以看到一些函数与V8交互的工作，例如context，handle等的创建。

在js中，类似基于prototype继承的方式来实现的，通过V8提供的c++ API来完成这些操作。