谈谈Node中的常见概念

在学习Node的过程当中,咱们要了解一些基础概念。什么是Node他又解决了哪些问题以及Node的特色。包括傻傻分不清的进程和线程，同步与异步，阻塞和非阻塞，以及Node中核心的(Event Loop)事件环的概念。

1.Node是什么?

Node.js是一个基于 Chrome V8 引擎的JavaScript运行环境(runtime),Node不是一门语言是让js运行在后端的运行时,而且不包括javascript全集,由于在服务端中不包含DOM和BOM,Node也提供了一些新的模块例如http,fs模块等。Node.js 使用了事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型，使其轻量又高效而且Node.js 的包管理器 npm，是全球最大的开源库生态系统。事件驱动与非阻塞IO后面咱们会一一介绍。到此咱们已经对node有了简单的概念。

2.Node解决了哪些问题?

Node在处理高并发,I/O密集场景有明显的性能优点

• 高并发,是指在同一时间并发访问服务器
• I/O密集指的是文件操做、网络操做、数据库,相对的有CPU密集,CPU密集指的是逻辑处理运算、压缩、解压、加密、解密

Web主要场景就是接收客户端的请求读取静态资源和渲染界面,因此Node很是适合Web应用的开发。

3.进程与线程

进程是操做系统分配资源和调度任务的基本单位,线程是创建在进程上的一次程序运行单位，一个进程上能够有多个线程。

3.1 谈谈浏览器

• 用户界面-包括地址栏、前进/后退按钮、书签菜单等
• 浏览器引擎-在用户界面和呈现引擎之间传送指令(浏览器的主进程)
• 渲染引擎，也被称为浏览器内核(浏览器渲染进程)
• 一个插件对应一个进程(第三方插件进程)
• GPU提升网页浏览的体验(GPU进程)

因而可知浏览器是多进程的,而且从咱们的角度来看咱们更加关心浏览器渲染引擎

3.2 渲染引擎

渲染引擎内部是多线程的,内部包含两个最为重要的线程ui线程和js线程。这里要特别注意ui线程和js线程是互斥的,由于JS运行结果会影响到ui线程的结果。ui更新会被保存在队列中等到js线程空闲时当即被执行。

3.3 其余线程

• 浏览器事件触发线程(用来控制事件循环,存放setTimeout、浏览器事件、ajax的回调函数)
• 定时触发器线程(setTimeout定时器所在线程)
• 异步HTTP请求线程(ajax请求线程)

3.4 js单线程

javascript在最初设计时设计成了单线程,为何不是多线程呢？若是多个线程同时操做DOM那岂不会很混乱？这里所谓的单线程指的是主线程是单线程的,因此在Node中主线程依旧是单线程的。咱们来张图看看单线程和多线程

• tomcat,iis服务

  

• node服务

  

单线程特色是节约了内存,而且不须要在切换执行上下文。并且单线程不须要管锁的问题,这里简单说下锁的概念。例以下课了你们都要去上厕所,厕所就一个,至关于全部人都要访问同一个资源。那么先进去的就要上锁。而对于node来讲。下课了就一我的去厕所,因此免除了锁的问题！

4.队列和栈

• 队列

setTimeout(function(){
    console.log(1)
})
setTimeout(function(){
    console.log(2)
})
setTimeout(function(){
    console.log(3)
})
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当设置定时器时,会将定时器对应的回调函数依次的放到队列中，执行时按照放置的顺序依次执行。

• 栈

function stack(){
    console.log(1);
    fn1();
    function fn1(){
        console.log(2);
        fn2();
        function fn2(){
            console.log(3)
        }
    }
}
stack();
复制代码

咱们能够看到js是在全局的上下文中执行的,调用栈入栈的顺序是stack->fn1->fn2,看成用域销毁时先须要先销毁fn2->fn1->stack

5.浏览器中的Event Loop

• 1.全部同步任务都在主线程上执行，造成一个执行栈
• 2.主线程以外，还存在一个任务队列。只要异步任务有了运行结果，就在任务队列之中放置一个事件。
• 3.一旦执行栈中的全部同步任务执行完毕，系统就会读取任务队列,将队列中的事件放到执行栈中依次执行
• 4.主线程从任务队列中读取事件，这个过程是循环不断的

整个的这种运行机制又称为Event Loop(事件循环)

6.Node中的Event Loop

咱们先来张图看看node是如何工做的

• 1.咱们写的js代码会交给v8引擎进行处理
• 2.代码中可能会调用nodeApi,node会交给libuv库处理
• 3.libuv经过阻塞i/o和多线程实现了异步io
• 4.经过事件驱动的方式,将结果放到事件队列中,最终交给咱们的应用。

在libuv内部有这样一个事件环机制。在node启动时会初始化事件环

┌───────────────────────┐
┌─>│     timers(计时器)     │
|  |   执行setTimeout以及   |
|  |   setInterval的回调。  |
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     I/O callbacks     |
│  | 处理网络、流、tcp的错误 |
|  | callback              |
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     idle, prepare     │
|  |     node内部使用       |
│  └──────────┬────────────┘      
│  ┌──────────┴────────────┐       ┌───────────────┐ 
│  │       poll(轮询)      │       │   incoming:   │
|  | 执行poll中的i/o队列    | <─────┤  connections, │
|  | 检查定时器是否到时      |       │   data, etc.  |     
│  └──────────┬────────────┘       └───────────────┘    
│  ┌──────────┴────────────┐      
│  │      check(检查)      │
|  | 存放setImmediate回调   |
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
└──┤    close callbacks    |
   │ 关闭的回调例如         |
   | sockect.on('close')   |
   └───────────────────────┘
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这里每个阶段都对应一个事件队列,当event loop执行到某个阶段时会将当前阶段对应的队列依次执行。当队列执行完毕或者执行的数量超过上线时,会转入下一个阶段。这里咱们重点关注poll阶段

6.1 poll阶段

6.2 setTimeout 和 setImmediate

两者很是类似，可是两者区别取决于他们何时被调用.

• setImmediate 设计在poll阶段完成时执行，即check阶段；
• setTimeout 设计在poll阶段为空闲时，且设定时间到达后执行；但其在timer阶段执行 其两者的调用顺序取决于当前event loop的上下文，若是他们在异步i/o callback以外调用（在i/o内调用由于下一阶段为check阶段），其执行前后顺序是不肯定的,须要看loop的执行前的耗时状况。

setTimeout(function timeout () {
  console.log('timeout');
},0);

setImmediate(function immediate () {
  console.log('immediate');
});
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6.3 process.nextTick

nextTick并不属于事件循环的某个阶段，他的执行方式是在各个阶段切换的中间执行,来段恶心的代码

setImmediate(function(){
    console.log(1);
    process.nextTick(function(){
        console.log(2);
    });
});
process.nextTick(function(){
    console.log(3);
    setImmediate(function(){
        console.log(4);
    })
});
// 3 1 4 2
复制代码

这里就不解释了,若是你懂了,说明就明白nextTick的执行时机了！(nextTick不要递归调用,不然后面阶段的callback将没法执行)

7.宏任务和微任务

任务可分为宏任务和微任务

• macro-task(宏任务): setTimeout, setInterval, setImmediate, I/O
• micro-task(微任务): process.nextTick, 原生Promise(有些实现的promise将then方法放到了宏任务中),Object.observe, MutationObserver

process.nextTick > promise.then > setTimeout > setImmediate
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经过上面的学习咱们知道了任务的执行顺序,要注意的是Promise.then方法被定义在了nextTick以后执行

8 同步异步和阻塞非阻塞

同步异步取决于被调用者，阻塞非阻塞取决于调用者

• 阻塞调用是指调用结果返回以前，当前线程会被挂起。调用线程只有在获得结果以后才会返回。
• 非阻塞调用指在不能马上获得结果以前，该调用不会阻塞当前线程。

到此咱们详细的解说了一下node中的概念,喜欢的点个赞吧^_^! 支持个人能够给我打赏哈