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Nodejs的运行原理(架构篇)

此系列只做Nodejs的运行原理(架构,libuv,v8 etc),并不介绍Nodejs功能以及使用方法。
本文以两个view来看Nodejs的架构,一个是从模块依赖的角度,另一个是从函数调用的角度。

模块依赖

Nodejs的运行原理(架构篇)

如上图所示:your code 为编辑代码,node.js 核心,Host environment 为宿主环境(提供各种服务,如文件管理,多线程,多进程,IO etc)

node.js

Nodejs的运行原理(架构篇)

这里重点介绍,nodejs组成部分:v8 engine, libuv, builtin modules, native modules以及其他辅助服务。

v8 engine:主要有两个作用 1.虚拟机的功能,执行js代码(自己的代码,第三方的代码和native modules的代码)。

2.提供C++函数接口,为nodejs提供v8初始化,创建context,scope等。

libuv:它是基于事件驱动的异步IO模型库,我们的js代码发出请求,最终由libuv完成,而我们所设置的回调函数则是在libuv触发。

builtin modules:它是由C++代码写成各类模块,包含了crypto,zlib, file stream etc 基础功能。(v8提供了函数接口,libuv提供异步IO模型库,以及一些nodejs函数,为builtin modules提供服务)。

native modules:它是由js写成,提供我们应用程序调用的库,同时这些模块又依赖builtin modules来获取相应的服务支持

简单总结一下:如果把nodejs看做一个黑匣子,起暴露给开发者的接口则是native modules,当我们发起请求时,请求自上而下,穿越native modules,通过builtin modules将请求传送至v8,libuv和其他辅助服务,请求结束,则从下回溯至上,最终调用我们的回调函数。

your code

当我们执行node xxx.js的时候,node会先做一些v8初试化,libuv启动的工作,然后交由v8来执行native modules以及我们的js代码。

函数调用

这里我们以建立http server为例

Nodejs的运行原理(架构篇)

如上图所示:v8执行js代码 server.listen()时,会通过一些基础服务到TCPWrap::listen(),TCPWrap是nodejs的內建模块,其通过libuv的api uv_listen()的方式,由libuv来完成异步调用。

图中1,2,3,4,5步骤标明了调用和返回的路径,这几步很快结束,留下callback TCPWrap::OnConnection()等着所需要的数据准备好后被调用。

libuv在得到所需要的请求后,会调用callback TCPWrap::OnConnection(),在该函数最后通过 tcp_wrap->MakeCallback(env->onconnection_string(), ARRAY_SIZE(argv), argv) 调用V8 engine中的JavaScript callback。

Node.js内建模块http其实是建立在模块net之上的。如果看net.js代码会发现,其通过 new TCP() 返回的类对象完成后续的TCP connect, bind, open等socket动作。

可以看到Node.js做的工作像是一座桥。左手V8,右手libuv,将2者有机连接在一起。例如HandleWrap::HandleWrap()中记录了V8 instance中的JavaScript对象以及TCPWrap对象。这样在TCPWrap::OnConnection()中可以拿到这两个对象,执行后续的callback调用。

原创文章,作者:蓝颜夕,如若转载,请注明出处:http://www.lanyanxi.com/lanyanxi/131.html

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