Node.js事件驅動

 　　Node.Js是基於javascript語言，建構在google V8 engine以及Linux上的一個非阻塞事件驅動IO框架。這裡主要不是介紹nodejs具體應用代碼，而是想介紹一下事件驅動編程。

　　Node.js事件驅動實現概覽

　　雖然在ECMAScript的標准裡並沒有(也沒有必要)明確規定“事件”，但是在浏覽器中，事件作為一個極為重要的機制，給予JavaScript響應用戶操作與DOM變化的能力;在Node.js中，異步事件驅動模型則是其高並發能力的基礎。

　　學習JavaScript也需要了解它的運行平台，為了更好的理解JavaScript的事件模型，我打算從Node及浏覽器引擎源碼入手，分析其底層實現，並將我的分析整理為一系列博文;一方面作為筆記，另一方面也希望能與大家交流，分析和理解有疏漏偏頗之處，還望各位斧正。

　　簡述事件驅動模型

　　解釋JavaScript事件模型本身的好文章已經很多了，可以說這已經是一個說爛了的話題，這裡我只簡單寫一下，並且提供一些好文章的鏈接。

　　程序如何響應事件

　　我們的程序響應外部的事件有如下兩種方式：

　　中斷

　　操作系統處理鍵盤等硬件輸入就是通過中斷來進行的，這個方式的好處是即使沒有多線程，我們也可以放心地執行我們的代碼，CPU收到中斷信號之後自動地轉去執行相應的中斷處理程序，處理完成後會恢復原來的代碼的執行環境繼續執行。這種方式需要硬件的支持，一般來說都會被操作系統封裝起來。

　　輪詢

　　循環檢測是否有事件發生，如果有就去執行相應的處理程序。這在底層和上層的開發中都有應用。

　　Windows窗口程序就需要在主線程中寫下如下代碼，通常稱做消息循環：

　　?

1 2 3 4 5 6 MSG msg = { }; while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); }

　　消息循環不斷檢測是否有消息(用戶的UI操作、系統消息等)出現，有的話就分發消息，調用相應的回調函數進行處理。

　　輪詢方式的一個缺點就是：如果在主線程的消息循環裡進行耗時操作，程序就無法及時響應新的消息。這在JavaScript中表現明顯，以後還會提到這一點，並探討其解決方案。

　　然而JavaScript中並沒有類似消息循環代碼，我們只是簡單地注冊事件，然後等待被調用。這是因為浏覽器、Node作為執行平台，已經將event loop實現了，JavaScript代碼不需要介入到這個過程中，只需要作為被調用者安靜地等待即可。

　　Node中的event loop

　　通過Node源碼看event loop的實現

　　Node采用V8作為JavaScript的執行引擎，同時使用libuv實現事件驅動式異步I/O。其事件循環就是采用了libuv的默認事件循環。

　　在src/node.cc中，

　　?

1 2 3 4 5 6 7 8 Environment* env = CreateEnvironment( node_isolate, uv_default_loop(), context, argc, argv, exec_argc, exec_argv);

　　這段代碼建立了一個node執行環境，可以看到第三行的uv_default_loop()，這是libuv庫中的一個函數，它會初始化uv庫本身以及其中的default_loop_struct，並返回一個指向它的指針default_loop_ptr。

　　之後，Node會載入執行環境並完成一些設置操作，然後啟動event loop：

　　?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 bool more; do { more = uv_run(env->event_loop(), UV_RUN_ONCE); if (more == false) { EmitBeforeExit(env); // Emit `beforeExit` if the loop became alive either after emitting // event, or after running some callbacks. more = uv_loop_alive(env->event_loop()); if (uv_run(env->event_loop(), UV_RUN_NOWAIT) != 0) more = true; } } while (more == true); code = EmitExit(env); RunAtExit(env); ...

　　more用來標識是否進行下一輪循環。

　　env->event_loop()會返回之前保存在env中的default_loop_ptr，uv_run函數將以指定的UV_RUN_ONCE模式啟動libuv的event loop。在這種模式下，uv_run會至少處理一個事件：這意味著，如果當前事件隊列中沒有需要處理的I/O事件，uv_run會阻塞住，直到有I/O事件需要處理，或者下一個定時器時間到。如果當前沒有I/O事件也沒有定時器事件，則uv_run返回false。

　　接下來Node會根據more的情況決定下一步操作：

　　如果more為true，則繼續運行下一輪loop。

　　如果more為false，說明已經沒有等待處理的事件了，EmitBeforeExit(env);觸發進程的'beforeExit'事件，檢查並處理相應的處理函數，完成後直接跳出循環。

　　最後觸發'exit'事件，執行相應的回調函數，Node運行結束，後面會進行一些資源釋放操作。

　　在libuv中，定時器事件是直接在event loop中處理的，而I/O事件則分為兩類：

　　Network I/O是使用系統提供的非阻塞式I/O解決方案，例如在Linux上使用epoll，windows上使用IOCP。

　　文件操作和DNS操作沒有(很好的)系統解決方案，因此libuv自建了線程池，在其中進行阻塞式I/O。

　　另外我們也可以將自定義的函數拋到線程池中運行，在運行結束後主線程會執行相應的回調函數，不過Node並沒有將這一項功能加入到JavaScript中，也就是說只用原生Node是無法在JavaScript中開啟新的線程進行並行執行的。

　　以上所述就是本文的全部內容了，希望大家能夠喜歡。