初窥JavaScript事件机制的实现（一）—— Node.js事件驱动实现概览

在浏览器中，事件做为一个极为重要的机制，给予JavaScript响应用户操做与DOM变化的能力；在Node.js中，事件驱动模型则是其高并发能力的基础。

学习JavaScript也须要了解它的运行平台，为了更好的理解JavaScript的事件模型，我打算从Node及浏览器引擎源码入手，分析其底层实现，并将个人分析整理为一系列博文；一方面做为笔记，另外一方面也但愿能与你们交流，分析和理解有疏漏偏颇之处，还望各位斧正。

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简述事件驱动模型

解释JavaScript事件模型自己的好文章已经不少了，能够说这已是一个说烂了的话题，这里我只简单写一下，而且提供一些好文章的连接。

程序如何响应事件

咱们的程序响应外部的事件有以下两种方式：

• 中断
  操做系统处理键盘等硬件输入就是经过中断来进行的，这个方式的好处是即便没有多线程，咱们也能够放心地执行咱们的代码，CPU收到中断信号以后自动地转去执行相应的中断处理程序，处理完成后会恢复原来的代码的执行环境继续执行。这种方式须要硬件的支持，通常来讲都会被操做系统封装起来。

• 轮询
  循环检测是否有事件发生，若是有就去执行相应的处理程序。这在底层和上层的开发中都有应用。
  Windows窗口程序就须要在主线程中写下以下代码，一般称作消息循环：

  MSG msg = { };
  while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
  {
      TranslateMessage(&msg);
      DispatchMessage(&msg);
  }

  消息循环不断检测是否有消息（用户的UI操做、系统消息等）出现，有的话就分发消息，调用相应的回调函数进行处理。
  轮询方式的一个缺点就是：若是在主线程的消息循环里进行耗时操做，程序就没法及时响应新的消息。这在JavaScript中表现明显，之后还会提到这一点，并探讨其解决方案。

  然而JavaScript中并无相似消息循环代码，咱们只是简单地注册事件，而后等待被调用。这是由于浏览器、Node做为执行平台，已经将event loop实现了，JavaScript代码不须要介入到这个过程当中，只须要做为被调用者安静地等待便可。

相关讨论

1. 知乎-关于浏览器处理事件的问题?匿名用户的回答：这个回答里图很不错，有助于理解event loop的工做原理；答案末尾有一些文章分享；

2. MDN - Concurrency model and Event Loop：MDN上对event loop的介绍。

Node中的event loop

经过Node源码看event loop的实现

Node采用V8做为JavaScript的执行引擎，同时使用libuv实现事件驱动式异步I/O。其事件循环就是采用了libuv的默认事件循环。

在src/node.cc中，

Environment* env = CreateEnvironment(
        node_isolate,
        uv_default_loop(),
        context,
        argc,
        argv,
        exec_argc,
        exec_argv);

这段代码创建了一个node执行环境，能够看到第三行的uv_default_loop()，这是libuv库中的一个函数，它会初始化uv库自己以及其中的default_loop_struct，并返回一个指向它的指针default_loop_ptr。
以后，Node会载入执行环境并完成一些设置操做，而后启动event loop：

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用来标识是否进行下一轮循环。
env->event_loop()会返回以前保存在env中的default_loop_ptr，uv_run函数将以指定的UV_RUN_ONCE模式启动libuv的event loop。在这种模式下，uv_run会至少处理一个事件：这意味着，若是当前事件队列中没有须要处理的I/O事件，uv_run会阻塞住，直到有I/O事件须要处理，或者下一个定时器时间到。若是当前没有I/O事件也没有定时器事件，则uv_run返回false。

接下来Node会根据more的状况决定下一步操做：

• 若是more为true，则继续运行下一轮loop。

• 若是more为false，说明已经没有等待处理的事件了，EmitBeforeExit(env);触发进程的'beforeExit'事件，检查并处理相应的处理函数，完成后直接跳出循环。

最后触发'exit'事件，执行相应的回调函数，Node运行结束，后面会进行一些资源释放操做。

在libuv中，event loop会在每次循环的开始更新本身的time从而实现计时功能，而I/O事件则分为两类：

• Network I/O是使用系统提供的非阻塞式I/O解决方案，例如在Linux上使用epoll，windows上使用IOCP。

• 文件操做和DNS操做没有（很好的）系统解决方案，所以libuv自建了线程池，在其中进行阻塞式I/O。

另外咱们也能够将自定义的函数抛到线程池中运行，在运行结束后主线程会执行相应的回调函数，不过Node并无将这一项功能加入到JavaScript中，也就是说只用原生Node是没法在JavaScript中开启新的线程进行并行执行的。

相关资料

1. libuv Design Overview：关于libuv的架构及设计思路；

2. node child_process 'exit'：Node的child_process 'exit'事件；

3. Node with threads：讨论了使用libuv线程池异步运行JavaScript代码。

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