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一. nodejs背景

先來說說nodejs最常被提到的幾個(gè)關(guān)鍵詞，“單線程”，“非阻塞異步IO”，“事件循環(huán)”。接下來主要來通過這幾個(gè)關(guān)鍵字總結(jié)一下nodejs的內(nèi)在原理，以及引申出的一些問題。

二. nodejs是單線程嗎？

如果說nodejs是單線程語言，可以想象一下，一個(gè)單實(shí)例的nodejs的服務(wù)器同時(shí)接受100個(gè)用戶請(qǐng)求時(shí)，第100個(gè)用戶的請(qǐng)求要等前面99的用戶處理完成才能得到處理，如果每個(gè)用戶的請(qǐng)求要0.3秒，第100個(gè)用戶需要30秒的等待，這顯然和我們的實(shí)際情況并不符合，所以說，nodejs并不是單純的單線程。

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那為什么說nodejs是單線程語言呢？而是因?yàn)閚odejs中javascript代碼的執(zhí)行是單線程，怎么理解這句話，看下面代碼。

console.log(

執(zhí)行結(jié)果：

$

上面的代碼中，setTimeout的回調(diào)代碼在while執(zhí)行4秒期間，計(jì)時(shí)器已經(jīng)是過了兩秒的，而'javascript setTimeout'這一句打印卻在'javascript end'之后，即使計(jì)時(shí)器在兩秒后回調(diào)代碼應(yīng)該被執(zhí)行時(shí)，因?yàn)閖avascript的線程處于非空閑狀態(tài)，而不能輸出'javascript setTimeout'，javascript代碼是單線程這樣理解。

三. nodejs的異步IO

再拿上面的例子來看，當(dāng)100個(gè)用戶請(qǐng)求同時(shí)被接受到時(shí)，當(dāng)需要IO(網(wǎng)絡(luò)IO/文件IO)操作時(shí)，單線程的javascript并不會(huì)停下來等待IO操作完成，而是“事件驅(qū)動(dòng)”開始介入，javascript執(zhí)行線程繼續(xù)執(zhí)行未完的javascript代碼，當(dāng)執(zhí)行完成后該線程處于空閑狀態(tài)，可以看下面這一段代碼示例。

// http.js// req.jsnode http.js // 啟動(dòng)服務(wù)器

node req.js // 發(fā)起100個(gè)請(qǐng)求

可以看出100個(gè)請(qǐng)求均是在請(qǐng)求返回之前非常短的時(shí)間都被得到了處理，而返回則均在請(qǐng)求之后，并非請(qǐng)求按接收順序依次等待各個(gè)IO得到處理后依次返回。

四. 事件循環(huán)

說到事件循環(huán)，在上面的請(qǐng)求中，100個(gè)請(qǐng)求的都在非常短的時(shí)間得到了處理，而后請(qǐng)求又各自得到了回復(fù)，可以思考一下，javascript已經(jīng)執(zhí)行到了第100個(gè)請(qǐng)求，而第1個(gè)請(qǐng)求才得到回復(fù)，而第一個(gè)請(qǐng)求的棧信息沒有丟失，說明第一個(gè)請(qǐng)求的請(qǐng)求棧信息被記錄了，這一過程便是注冊(cè)IO事件。

從上面注冊(cè)事件后，事件循環(huán)得到激活，對(duì)于上面代碼中fs.readFile這個(gè)讀文件IO則開始真正執(zhí)行，而這時(shí)候IO的執(zhí)行跟javascript代碼的執(zhí)行便沒有關(guān)系了，由nodejs底層libuv提供的線程池接收該文件IO執(zhí)行工作，該線程池默認(rèn)大小為4，可以通過環(huán)境變量process.env.UV_THREADPOOL_SIZE在啟動(dòng)的時(shí)候進(jìn)行調(diào)整，但是最大不能超過1024個(gè)，有興趣的可以查看線程池源碼；由上可以看出nodejs內(nèi)部實(shí)際是多進(jìn)程并行工作的，而是利用事件循環(huán)做了封口處理。

再來說說事件循環(huán)，上面示例中fs.readFile讀文件時(shí)，如何知道這個(gè)讀操作完成了呢？可以思考一下，讀操作是線程池來控制執(zhí)行的，在該線程執(zhí)行前，先在注冊(cè)事件的內(nèi)存中初始化一個(gè)狀態(tài)是“執(zhí)行中”，并且事件循環(huán)也已經(jīng)被激活，開始輪詢等待執(zhí)行結(jié)果，當(dāng)執(zhí)行IO的線程在執(zhí)行完之后，再通過底層的異步IO接口(epoll_wait/IOCP)進(jìn)行通知到初始注冊(cè)的任務(wù)隊(duì)列內(nèi)存進(jìn)行變更狀態(tài)，事件循環(huán)輪詢到狀態(tài)變成“已完成”，這時(shí)候在IO事件注冊(cè)時(shí)注入的回調(diào)函數(shù)得到執(zhí)行權(quán)，javascript線程開始工作，整個(gè)異步過程完畢。

可以看看事件循環(huán)里面都要經(jīng)過哪些步驟，如何稱為事件循環(huán)。

可以看一下英文原版的解釋，事件循環(huán)解釋

翻譯過來：

**階段概覽**
timers：這個(gè)階段執(zhí)行setTimeout() 和 setInterval()中到期的回調(diào)函數(shù)
I/O callbacks：執(zhí)行所有除了setTimeout() ，setInterval()，close事件，setImmediate的其他回調(diào)函數(shù)
idle, prepare：僅內(nèi)部使用
poll：獲取新的I/O 事件，在適當(dāng)?shù)臈l件下nodejs會(huì)阻塞在這個(gè)階段
check：setImmediate的回調(diào)函數(shù)在這里被調(diào)用
close callbacks：像socket.on("close",func)這一類執(zhí)行close事件的回調(diào)

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總結(jié)

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