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Nodejs 架构图

1.Nodejs核心模块

  • 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，依赖V8作为宿主环境；
  • 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）。
  • v8 engine：1.虚拟机的功能，执行js代码 2.提供C++函数接口，为nodejs提供v8初始化，创建context，scope等。
  • libuv：libuv是一个多平台的，主要用于处理事件驱动的异步I/O模型库。并提供系统底层标准库

2.各个模块间调用执行过程

  1. 当 node test.js 执行时，node_main.cc首先被调用，这一步初始化了V8 engine和libuv执行环境。
  2. uv_run(env->event_loop,UV_RUN_ONCE)用于启动libuv event loop，而我们的js代码则会被传递到creatEnvironment()，最后交由V8处理。

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3. V8模块详解

  1.         #include "include/v8.h"
  2.     #include "include/libplatform/libplatform.h"
  4.     using namespace v8;
  6.     int main(int argc, char* argv[]) {
  7.     // V8初试化.
  8.     V8::InitializeICU();
  9.     Platform* platform = platform::CreateDefaultPlatform();
  10.     V8::InitializePlatform(platform);
  11.     V8::Initialize();
  13.     // 创建isolate.
  14.     Isolate* isolate = Isolate::New();
  15.     {
  16.         Isolate::Scope isolate_scope(isolate);
  18.         // 创建HandleScope.
  19.         HandleScope handle_scope(isolate);
  21.         // 创建context 环境.
  22.         Local<Context> context = Context::New(isolate);
  24.         // 引入环境.
  25.         Context::Scope context_scope(context);
  27.         // 创建字符串.
  28.         Local<String> source = String::NewFromUtf8(isolate, "'Hello' + ', World!'");
  30.         // 编译字符串.
  31.         Local<Script> script = Script::Compile(source);
  33.         // Run，并且获取返回值.
  34.         Local<Value> result = script->Run();
  36.         // 转换为utf8，并且打印出来.
  37.         String::Utf8Value utf8(result);
  38.         printf("%s\n", *utf8);
  39.     }
  41.     // 关掉v8.
  42.     isolate->Dispose();
  43.     V8::Dispose();
  44.     V8::ShutdownPlatform();
  45.     delete platform;
  46.     return 0;
  47. }
  1. isolate 代表一个V8实例，各个isolate是独立的（隔绝的），isolate中的obj无法再另一个isolate中被使用。
  2. context 代表执行js代码的虚拟机，在这个虚拟机中，集成了一些功能，例如math，json，date(),RegExp()等。一个isolate可以同时存在多个context，这些context可以自由切换。如下图所示。
  3. 在V8 engine中，通过handle访问存在与heap上的js obj，如local，persistent，eternal，在V8中，有一个handle stack用于管理这些handles，如下图所示。

    4. Libuv模块:

    libuv通过epoll，kqueue，event ports和IOCP来实现异步network IO。file，dns的操作则依赖于thread pool 来实现，类似kernel封装。正如下图所示。

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4.1Network I/O

V8 engine执行从server.listen() 开始，调用builtin module Tcp_wrap 的过程。
在创建TCP链接的过程中，libuv直接参与Tcp_wrap.cc函数中的 TCPWrap::listen() 调用uv_listen()开始到执行uv_io_start()结束。看起来很短暂的过程，其实是类似linux kernel的中断处理机制。
uv_io_start()负载将handle插入到处理的water queue中。这样的好处是请求能够立即得到处理。中断处理机制里面的下半部分与数据处理操作相似，交由主线程去完成处理。

4.2File I/O

  1. 建立thread pool(只建立一次)
  2. 在每个请求req__上绑定与其相关的event loop, work queue, work(), done()
  3. thread worker()用来处理work queue里面的每个请求，并执行work()
  4. 通过uv_async_send()通知event loop执行done()

参考文章：
Nodejs的运行原理