Nodejs事件循环

Question

nodejs架构中是否有两个内部事件循环？

• libev/libuv
• v8 javascript事件循环

在I/O请求时，node是否将请求排队发送到libeio，然后lib eio使用libev通过事件通知数据的可用性，最后这些事件由v8事件循环使用回调处理？

基本上，libev和libeio在nodejs架构中是如何集成的？

是否有任何留档可以提供nodejs内部架构的清晰图片？

Answer 1

libuv简介

node.js项目始于2009年，是一个与浏览器分离的JavaScript环境。使用Google的V8和Marc Lehmann的libev，node.js将I/O模型——evented——与非常适合编程风格的语言结合起来；因为它是由浏览器塑造的。随着node.js越来越受欢迎，让它在Windows上工作变得很重要，但是libev只能在Unix上运行。与内核事件通知机制(如kqueue或(e)poll)相当的Windows是IOCP。libuv是基于平台的libev或IOCP的抽象，为用户提供基于libev的API。在node-v0.9.0版本的libuv中删除了libev。

还有一张描述Node.js中事件循环的图片

更新05/09/2017

根据这个文档Node.js事件循环，

下图简要概述了事件循环的操作顺序。

   ┌───────────────────────┐
┌─>│        timers         │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     I/O callbacks     │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     idle, prepare     │
│  └──────────┬────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌──────────┴────────────┐      │   incoming:   │
│  │         poll          │<─────┤  connections, │
│  └──────────┬────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌──────────┴────────────┐      └───────────────┘
│  │        check          │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
└──┤    close callbacks    │
   └───────────────────────┘

注意:每个方框将被称为事件循环的一个“阶段”。

阶段概述

• 定时器：此阶段执行由setTimeout（）和setInterval（）调度的回调。
• I/O回调：执行几乎所有回调，除了关闭回调、计时器调度的回调和setIm的（）。
• 空闲，准备：仅内部使用。
• 投票：检索新的I/O事件；节点将在适当的时候阻塞这里。
• 检查：setIm
• 关闭回调：例如socket.on（'关闭'，…）。

在事件循环的每次运行之间，Node.js检查它是否在等待任何异步I/O或计时器，如果没有，就彻底关闭。

Answer 2

看起来讨论的一些实体（例如：libev等）已经失去了相关性，因为这已经有一段时间了，但我认为这个问题仍然有很大的潜力。

让我借助一个抽象的例子，在一个抽象的UNIX环境中，在节点的上下文中，解释一下事件驱动模型的工作原理。

计划的视角:

• 脚本引擎开始执行脚本。
• 任何时候遇到CPU绑定操作时，它都会以其完整性内联（实机）执行。
• 每当遇到I/O绑定操作时，请求及其完成处理程序都会注册到“事件机制”（虚拟机）
• 以同样的方式重复上述操作，直到脚本结束。CPU绑定操作-执行内联、I/O绑定操作，如上向机器请求。
• 当I/O完成时，将回调侦听器。

上面的事件机制称为libuv-AKA事件循环框架。Node利用此库实现其事件驱动编程模型。

节点的视角：

• 有一个线程来托管运行时。
• 拿起用户脚本。
• 将其编译为本机 [ 利用 v8 ]
• 加载二进制文件，然后跳转到入口点。
• 编译的代码使用编程基元以内联方式执行 CPU 绑定活动。
• 许多与 I/O 和计时器相关的代码都有本机包装。例如，网络 I/O。
• 因此，I/O 调用从脚本路由到 C 桥，I/O 句柄和完成处理程序作为参数传递。
• 本机代码执行 libuv 循环。它获取循环，将表示 I/O 的低级事件和本机回调包装器排队到 libuv 循环结构中。
• 本机代码返回到脚本 - 当前没有发生 I/O！
• 上述项重复多次，直到所有非 I/O 代码都执行完毕，并且所有 I/O 代码都注册到 libuv 中。
• 最后，当系统中没有任何东西可以执行时，节点将控制权传递给libuv
• libuv 开始行动，它拾取所有注册的事件，查询操作系统以获取它们的可操作性。
• 那些在非阻塞模式下准备好进行 I/O 的，将被拾取，执行 I/O，并发出它们的回调。一个接一个。
• 那些尚未准备好的（例如套接字读取，另一个endpoint尚未写入任何内容）将继续与操作系统一起探测，直到它们可用。
• 循环在内部保持不断增加的计时器。当html" target="_blank">应用程序请求延迟回调（例如 setTimeout）时，将利用此内部计时器值来计算触发回调的正确时间。

虽然大多数功能都以这种方式得到满足，但文件操作的某些（异步版本）是在附加线程的帮助下执行的，这些线程很好地集成到 libuv 中。虽然网络 I/O 操作可以等待外部事件，例如其他endpoint响应数据等，但文件操作需要节点本身的一些工作。例如，如果您打开一个文件并等待 fd 准备好数据，它不会发生，因为实际上没有人在阅读！同时，如果您从主线程中的内联文件读取，它可能会阻止程序中的其他活动，并可能出现明显问题，因为与 CPU 绑定活动相比，文件操作非常慢。因此，从程序的角度来看，内部工作线程（UV_THREADPOOL_SIZE可通过环境变量配置）用于对文件进行操作，而事件驱动的抽象则完好无损地工作。

希望这有所帮助。

Answer 3

我一直在亲自阅读node.js的源代码

当我试图理解node.js架构以编写本机模块时，我遇到了类似的问题。

我在这里发布的是我对node.js的理解，这也可能有点偏离轨道。

>

Libev是实际上在节点内部运行的事件循环。js来执行简单的事件循环操作。它最初是为*nix系统编写的。Libev为流程提供了一个简单而优化的事件循环。您可以在这里阅读有关Libev的更多信息。

LibEio是一个异步执行输入输出的库。它处理文件描述符、数据处理程序、套接字等。您可以在此处阅读更多信息。

LibUv是libeio、libev、c-ares（用于DNS）和iocp（用于windows异步io）之上的抽象层。LibUv执行、维护和管理事件池中的所有io和事件。（对于libeio线程池）。你应该看看Ryan Dahl的libUv教程。这将使您对libUv自身的工作方式有更多的了解，然后您将了解节点的工作方式。js在libuv和v8之上运行。

要了解javascript事件循环，您应该考虑观看这些视频

• JS-会议
• JSConf2011 （ 有很刺激的sfx）
• 了解事件驱动编程
• 了解节点.js事件循环

要了解如何使用libeio和node.js来创建异步模块，您应该看看这个例子。

基本上是节点内部发生的情况。js是v8循环运行并处理所有javascript部分以及C模块[当它们在主线程中运行时（根据官方文档node.js本身是单线程的）]。当在主线程之外时，libev和libeio在线程池中处理它，libev提供与主循环的交互。根据我的理解，node。js有一个永久事件循环：这是v8事件循环。为了处理C异步任务，它使用线程池[通过libeio

例如：

eio_custom(Task,FLAG,AfterTask,Eio_REQUEST);

出现在所有模块中的通常是调用线程池中的函数 Task。完成后，它会在主线程中调用 AfterTask 函数。而Eio_REQUEST是请求处理程序，它可以是一个结构/对象，其动机是提供线程池和主线程之间的通信。