物联网服务NodeJs-5天学习第一天篇④ ——了解NodeJs回调函数和事件驱动机制

Posted 2023-03-13 单片机菜鸟哥

【NodeJs-5天学习】第一天篇④ ——NodeJs回调函数和事件处理机制

• • 1、Node.js 中的回调(Callback)函数
  • 2、Nodejs事件循环模型
  • • 2.1 浅析事件驱动
    • 2.2 深入NodeJs事件驱动
  • 3、总结

面向读者群体

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• ❤️ 业余爱好物联网开发者，有简单技术基础，想针对硬件功能构造简单的服务器❤️
• ❤️ 本篇创建记录 2023-03-12 ❤️
• ❤️ 本篇更新记录 2023-03-12 ❤️

技术要求

• 有HTML、CSS、JavaScript基础更好，当然也没事，就直接运行实例代码学习

专栏介绍

• 通过简短5天时间的渐进式学习NodeJs，可以了解到基本的服务开发概念，同时可以学习到npm、内置核心API（FS文件系统操作、HTTP服务器、Express框架等等），最终能够完成基本的物联网web开发，而且能够部署到公网访问。

🙏 此博客均由博主单独编写，不存在任何商业团队运营，如发现错误，请留言轰炸哦！及时修正！感谢支持！🎉 欢迎关注 🔎点赞 👍收藏 ⭐️留言📝

1、Node.js 中的回调(Callback)函数

回调定义：将一个函数A作为参数传递给函数B，在函数B内对函数A进行调用，函数A就是回调函数。

Node 使用了大量的回调函数，Node 所有 API 都支持回调函数。 而回调的使用在NodeJs上集中于它本身的异步编程。

Node.js 是单进程单线程应用程序，但是通过事件和回调支持并发，所以性能非常高。如果我们使用了同步，假设有一个处理耗时非常长，那么其他操作就必须阻塞等待它完成，这在服务开发中属于严重性能问题。

• 非必要不使用同步接口。
• 异步编程依托于回调来实现，但不能说使用了回调后程序就异步化了。

回调函数一般作为函数的最后一个参数出现：

function foo1(name, age, callback)  
function foo2(value, callback1, callback2)  

例如，我们可以一边读取文件，一边执行其他命令，在文件读取完成后，我们将文件内容作为回调函数的参数返回。这样在执行代码时就没有阻塞或等待文件 I/O 操作。这就大大提高了 Node.js 的性能，可以处理大量的并发请求。

const fs = require('fs');
//异步读取文件 的内容（回调函数）
fs.readFile('demo.txt',function (err,data)
    if(err)
        console.log(err);    //输出错误信息
    
    console.log(data.toString());    //输出文件内容
)

//3、主程序流程结束
console.log("node程序已经执行结束")

//node程序已经执行结束
//文件内容

• fs就是操作文件系统的内置库。

2、Nodejs事件循环模型

讲完回调，就得说说NodeJs的事件驱动机制，并且这两者是密不可分。

2.1 浅析事件驱动

Node.js 使用事件驱动模型，当web server接收到请求，就把它关闭然后进行处理，然后去服务下一个web请求。

当这个请求完成，它被放回处理队列，当到达队列开头，这个结果被返回给用户。

这个模型非常高效可扩展性非常强，因为webserver一直接受请求而不等待任何读写操作。（这也被称之为非阻塞式IO或者事件驱动IO）

在事件驱动模型中，会生成一个主循环来监听事件，当检测到事件时触发回调函数。

2.2 深入NodeJs事件驱动

参考文献：

• https://cnodejs.org/topic/5ab3166be7b166bb7b9eccf7

下面是一张 Node.js 早期的架构图，来自 Node.js 之父 Ryan Dahl 的演讲稿，在今天依然不过时，它简要的介绍了 Node.js 是基于 Chrome V8引擎构建的，

• 由事件循环（Event Loop）分发 I/O 任务
• 最终工作线程（Work Thread）将任务丢到线程池（Thread Pool）里去执行
• 而事件循环只要等待执行结果就可以了。

• Chrome V8 是 Google 发布的开源 javascript 引擎，采用 C/C++ 编写，在 Google 的 Chrome 浏览器中被使用。Chrome V8 引擎可以独立运行，也可以用来嵌入到 C/C++ 应用程序中执行。
• Event Loop 事件循环（由 libuv 提供）
• Thread Pool 线程池（由 libuv 提供）

梳理一下

• Chrome V8 是 JavaScript 引擎
• Node.js 内置 Chrome V8 引擎，所以它使用的 JavaScript 语法
• JavaScript 语言的一大特点就是单线程，也就是说，同一个时间只能做一件事
• 单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。
• 如果排队是因为计算量大，CPU 忙不过来，倒也算了，但是很多时候 CPU 是闲着的，因为 I/O 很慢，不得不等着结果出来，再往下执行
• CPU 完全可以不管 I/O 设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务
• 将等待中的 I/O 任务放到 Event Loop 里
• 由 Event Loop 将 I/O 任务放到线程池里
• 只要有资源，就尽力执行

从底层代码实现来看，

梳理一下

• Chrome V8 解释并执行 JavaScript 代码（这就是为什么浏览器能执行 JavaScript 原因）
• libuv 由事件循环和线程池组成，负责所有 I/O 任务的分发与执行
• 在Node.js Bindings层做的事儿就是将 Chrome V8 等暴露的 C/C++ 接口转成JavaScript Api，并且结合这些 Api 编写了 Node.js 标准库，所有这些 Api 统称为 Node.js SDK

我们在写代码的时候，由 Event Loop 来接受处理，而真正执行操作的是具体的线程池里的 I/O 任务。之所以说 Node.js 是单线程，就是因为在接受任务的时候是单线程的，它无需进程/线程切换上下文的成本，非常高效，但它在执行具体任务的时候是多线程的。

举个例子：

• 快递仓库有一条传送带（Event Loop），源源不断把快递传送过来，两边的工人（Thread Pool）不断分拣装车派发到全国各地。

3、总结

篇④主要讲解了一下回调函数的定义以及NodeJs中经典的事件驱动模型（特别是单线程性能）。当然，对于初学者不理解也没有问题，先有个概念。

思考：

• 如果要实现多线程操作怎么办？