Node.js事件驅動_node.js

Node.js事件驅動實作概覽

雖然在ECMAScript的標準裡並沒有（也沒有必要）明確規定“事件”，但是在瀏覽器中，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，非同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及瀏覽器引擎源碼入手，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連結。

程式如何回應事件

我們的程式回應外部的事件有以下兩種方式：

中斷

作業系統處理鍵盤等硬體輸入就是透過中斷來進行的，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程式碼，CPU收到中斷訊號後自動地轉去執行對應的中斷處理程序，處理完成後會恢復原來的程式碼的執行環境繼續執行。這種方式需要硬體的支持，一般來說都會被作業系統封裝起來。

輪詢

循環偵測是否有事件發生，如果有就去執行對應的處理程序。這在底層和上層的開發都有應用。
Windows視窗程式就需要在主執行緒寫下如下程式碼，通常稱做訊息循環：

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

訊息循環不斷偵測是否有訊息（使用者的UI操作、系統訊息等）出現，有的話就分發訊息，呼叫對應的回呼函數處理。
輪詢方式的一個缺點就是：如果在主執行緒的訊息循環裡進行耗時操作，程式就無法及時回應新的訊息。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中並沒有類似訊息循環程式碼，我們只是簡單地註冊事件，然後等待被呼叫。這是因為瀏覽器、Node作為執行平台，已經將event loop實作了，JavaScript程式碼不需要介入到這個過程中，只需要安靜地等待被呼叫者。

Node中的event loop

透過Node源碼看event loop的實作

Node採用V8作為JavaScript的執行引擎，同時使用libuv實作事件驅動程式非同步I/O。其事件循環就是採用了libuv的預設事件循環。

在src/node.cc中，

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

這段程式碼建立了一個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，並傳回一個指向它的指標default_loop_ptr。
之後，Node會載入執行環境並完成一些設定操作，然後啟動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用來識別是否進行下一輪循環。

env->event_loop()會傳回先前儲存在env中的default_loop_ptr，uv_run函式將以指定的UV_RUN_ONCE模式啟動libuv的event loop。在這個模式下，uv_run會至少處理一個事件：這意味著，如果目前事件佇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，或下一個計時器時間到。如果目前沒有I/O事件也沒有定時器事件，則uv_run傳回false。

接下來Node會依照more的狀況決定下一步操作：

如果more為true，則繼續執行下一輪loop。

如果more為false，表示已經沒有等待處理的事件了，EmitBeforeExit(env);觸發進程的'beforeExit'事件，檢查並處理對應的處理函數，完成後直接跳出迴圈。

最後觸發'exit'事件，執行對應的回呼函數，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。

檔案操作和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訂的函數拋到執行緒池中運行，在運行結束後主執行緒會執行對應的回呼函數，不過Node並沒有將這項功能加入到JavaScript中，也就是說只用原生Node是無法在JavaScript中開啟新的執行緒進行並行執行的。

以上所述就是本文的全部內容了，希望大家能夠喜歡。