Node.js知识点

Posted 2021-01-19 maomao^_^

 

    因为javascript引擎的关系，node.js默认是单线程，一个node.js应用无法利用多核资源。不过有第三方库提供多线程支持，但不是无缝的。node.js是解决I/O瓶颈的(相对于传统技术，同步阻塞调用浪费线程),它并没有提高I/O速度，只是资源调度更高效。如果I/O速度不解决，node.js只能说能同时处理好多request，但每个request的响应时间还是那么长，甚至更长。

    Node.js 采用事件驱动和异步 I/O 的方式，实现了一个单线程、高并发的 JavaScript 运行时环境，而单线程就意味着同一时间只能做一件事，那么 Node.js 如何通过单线程来实现高并发和异步 I/O？？

高并发策略

    一般来说，高并发的解决方案就是提供多线程模型，服务器为每个客户端请求分配一个线程，使用同步 I/O，系统通过线程切换来弥补同步 I/O 调用的时间开销。比如 Apache 就是这种策略，由于 I/O 一般都是耗时操作，因此这种策略很难实现高性能，但非常简单，可以实现复杂的交互逻辑。

而事实上，大多数网站的服务器端都不会做太多的计算，它们接收到请求以后，把请求交给其它服务来处理（比如读取数据库），然后等着结果返回，最后再把结果发给客户端。因此，Node.js 针对这一事实采用了单线程模型来处理，它不会为每个接入请求分配一个线程，而是用一个主线程处理所有的请求，然后对 I/O 操作进行异步处理，避开了创建、销毁线程以及在线程间切换所需的开销和复杂性。

事件循环

Node.js 在主线程里维护了一个事件队列，当接到请求后，就将该请求作为一个事件放入这个队列中，然后继续接收其他请求。当主线程空闲时(没有请求接入时)，就开始循环事件队列，检查队列中是否有要处理的事件，这时要分两种情况：如果是非 I/O 任务，就亲自处理，并通过回调函数返回到上层调用；如果是 I/O 任务，就从 线程池 中拿出一个线程来处理这个事件，并指定回调函数，然后继续循环队列中的其他事件。

当线程中的 I/O 任务完成以后，就执行指定的回调函数，并把这个完成的事件放到事件队列的尾部，等待事件循环，当主线程再次循环到该事件时，就直接处理并返回给上层调用。 这个过程就叫 事件循环 (Event Loop)，其运行原理如下图所示：

消息队列和事件循环

异步过程中，工作线程在异步操作完成后需要通知主线程。那么这个通知机制是怎样实现的呢？答案是利用消息队列和事件循环。工作线程将消息放到消息队列，主线程通过事件循环过程去取消息。

消息队列：消息队列是一个先进先出的队列，它里面存放这各种消息。

事件循环：事件循环是指主线程重复从消息队列中取消息，执行的过程。

　　实际上，主线程只会做一件事情，就是从消息队列里面取消息、执行消息、再取消息、再执行消息。当消息队列为空时，就会等待直到消息队列变成非空。而且主线程只有在将前面的消息执行完成后，才会去去下一个消息。这种机制就叫做事件循环机制，取一个消息并执行的过程叫做一次循环。

事件循环机制呢，简单点来说，就是在执行上下文的过程中，对函数的入栈和出栈。执行前函数先入栈，执行完后函数出栈。如若遇到了一些异步操作像回调函数以及ajax、setTimeout等，会先将他们交给浏览器的其他模块去执行，执行完后，会把回调函数放入到taskqueue中。当所有的call stack执行完后再开始执行task queue中的函数

 哪个异步操作完成的早，就排在前面。不论异步操作何时开始执行，只要异步操作执行完成，就可以到消息队列中排队

其中setTimeout和Promise的任务队列叫做macro-task(宏任务)，当然如我们所想，还有micro-task(微任务)。

macro-task包括：script(整体代码), setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O, UI rendering。

micro-task包括：process.nextTick, Promises, Object.observe, MutationObserver

 

 

参考：

（https://zhuanlan.zhihu.com/p/26229293）

（https://zhuanlan.zhihu.com/p/26238030）