前言

  1.     提到node.js，我们首先得明确一点，node.js不是像js，是一门语言，node是一个服务器端。node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境，简单的说 node.js 就是运行在服务端的 JavaScript。

node.js简介

  1.     node.js是一个事件驱动I/O服务端JavaScript环境，也是一个可以让JavaScript运行在浏览器之外的平台。基于Google的V8引擎，V8引擎执行Javascript的速度非常快，性能非常好。这里我们可能会疑惑什么是V8引擎呢？它又起到什么作用呢？<br />        V8 JavaScript引擎是Google用于其Chrome浏览器的底层JavaScript引擎。实际上，JavaScript引擎负责解释并执行代码。Google使用V8创建了一个用C++编写的超快解释器，该解释器拥有另一个独特特征；可以下载该引擎并将其嵌入任何应用程序。V8 JavaScript引擎并不仅限于在一个浏览器中运行。因此，Node实际上会使用Google编写的V8 JavaScript引擎，并将其重建为可在服务器上使用。

事件驱动

  1.    在了解node.js运行原理之前，我们得弄清楚什么是事件驱动的概念。要理解事件驱动程序，就需要与非事件驱动的程序进行比较。实际上，现代的程序大多是事件驱动的，比如多线程的程序，肯定是事件驱动的。早期则存在许多非事件驱动的程序，这样的程序，在需要等待某个条件触发时，会不断地检查这个条件，直到条件满足，这样很浪费cpu时间。而事件驱动的程序则是为需要处理的事件编写相应的事件处理程序，代码在事件发生时执行，有机会释放cpu从而进入睡眠态（注意是有机会，程序也可自行决定不释放cpu），当事件触发时被操作系统唤醒，这样就可以更有效的利用cpu。

运行原理

  1.    实际上我们请求过程可以分为两个部分：cpu运算和I/O读写，cpu运算时远高于磁盘读写速度，这就可能导致从cpu运算已经完成，但是不得不等待磁盘I/O任务完成之后再继续接下来的业务。 在I/O密集型业务中，假设请求需要100ms来完成，其中99ms化在I/O上。如果需要优化应用程序，让他能同时处理更多的请求，我们会采用多线程，同时开启100个、1000个线程来提高我们请求处理, 但是由于一个CPU核心在一个时刻只能做一件事情，操作系统只能通过将CPU切分为时间片的方法，让线程可以较为均匀的使用CPU资源。但操作系统在内核切换线程的同时也要切换线程的上线文，cpu会不断的在线程的上下文之间切换，会增加服务器的负担，多线程的创建和删除也会产生内存上的负担。当一个线程去完成一个业务的时候如果遇到IO操作还是会阻塞线程。<br />       但是nodejs的处理方式是孑然不同，因为它的特点是单线程，异步IO，事件循环。<br />       先说nodejs的单线程。关于它的单线程，有一个最直观的理解就是开发者不能自己新建线程去处理一个任务，对于web应用所有的请求的处理都是在一个主线程中完成的，所有请求的处理和请求的响应都是在一个线程中。这样的话当前的cpu只对当前的任务进行处理，不会同时处理多个请求，自然也就不需要像java那样需要锁，加锁，解锁，死锁各种问题。<br />       但是node.js的单线程并不是真正的单线程，只是开启了单个线程进行业务处理（cpu的运算），同时开启了其他线程专门处理I/O。当主线程处理请求遇到io操作的时候不会由主线程自己去完成（因为这样会造成主线程的阻塞）,当一个指令到达主线程，主线程发现有I/O之后，直接把这个事件传给I/O线程，不会等待I/O结束后，再去处理下面的业务，而是拿到一个状态后立即往下走。<br />       线程完成之后交给事件循环，主线程通过事件循环来拿io操作的结果，然后通过回调函数来进行处理。node.js的I/O 处理完之后会有一个回调事件，这个事件会放在一个事件处理队列里头，在进程启动时node会创建一个类似于While(true)的循环，它的每一次轮询都会去查看是否有事件需要处理，是否有事件关联的回调函数需要处理，如果有就处理，然后加入下一个轮询，如果没有就退出进程，这就是所谓的“事件驱动”。这也从Node的角度解释了什么是”事件驱动”。 <br /> <br />      这样nodejs可以不断的接受请求，但是不立即返回结果，请求的处理，io的操作交给异步I/O去处理，处理之后再返回。这样不会产生阻塞,也不会拒绝请求或者让请求等待。但是必须要注意，绝对不能让node做太多的业务逻辑，他只适合接收生成好的数据，然后或渲染后，或直接发送到客户端。

event.jpg
node.js运行原理图

  1.     由上图所示，nodejs主线程在遇到I/O操作的时候会异步多线程去处理I/O，在主线程的业务执行完之后，开始事件循环，然后通过事件循环来得到I/O处理的结果，然后主线程通过回调函数完成I/O操作之后的业务，将处理的结果返回给客户端，再去事件循环找I/O操作的返回结果，这样一直循环下去。<br /> <br />        最后再补充一个小知识点！！！关于单线程的异步和非阻塞的理解。nodejs底层访问I/O是多线程的，阻塞/非阻塞与异步/同步是两个不同的概念，同步不代表阻塞，但是阻塞肯定就是同步；为了方便大家的理解，以下是为了解异步/同步，阻塞/非阻塞概念的几个小例子。
  • 同步情况：我去食堂打饭，我选择了A套餐，然后工作人员帮我去配餐，如果我就站在旁边，等待工作人员给我配餐，这种情况就称之为同步；
  • 同步非阻塞情况：若工作人员帮我配餐的同时，排在我后面的人就开始点餐，这样整个食堂的点餐服务并没有因为我在等待A套餐而停止，这种情况就称之为非阻塞。这个例子就简单说明了同步但非阻塞的情况。
  • 异步非阻塞情况：如果我在等待配餐的时候去买饮料，等听到叫号再回去拿套餐，此时我的饮料也已经买好，这样我在等待配餐的同时还执行了买饮料的任务，叫号就等于执行了回调，就是异步非阻塞情况。
  • 阻塞情况：如果我在买饮料的时候，已经叫我的号让我去拿套餐，可是我等了好久才拿到饮料，所以我可能在大厅叫我的餐号之后很久才拿到A套餐，这也就是单线程的阻塞情况。