Node.js程式碼的執行原理

這次帶給大家Node.js程式碼的執行原理，Node.js程式碼執行的注意事項有哪些，下面就是實戰案例，一起來看一下。

任何一個軟體下載安裝成功之後，其實只是一堆的機器碼，存在我們的電腦的硬碟當中，也就是我們所能看到的一堆的exe文件，當然，有的軟體比較大，可能會附的有一堆的dll檔案。

我們有兩種方式執行這個軟體：

大部分的軟體，像是QQ、飛秋、chrome瀏覽器，我們雙擊就可以執行運作起來。

有一部分的軟體，是需要在命令列裡面運行的，例如我們的node.js。

當一個軟體被執行的時候，我們的作業系統就會創建一個對應的進程，可以這麼理解，進程就是活的軟體。

進程與執行緒

電腦的核心是CPU，它承擔了所有的運算任務。它就像一座工廠，時刻在運行，假定工廠的電力有限，一次只能供給一個車間使用。也就是說，一個車間開工的時候，其他車間都必須停工。背後的意義就是，單一CPU一次只能運行一個任務。進程就好比工廠的車間，它代表CPU所能處理的單一任務，任一時刻，CPU總是運行一個進程，其他進程處於非運作狀態。在一個車間裡，可以有很多工人，他們協同完成一個任務。線程就好比車間裡的工人，一個進程可以包含多個線程。車間的空間是工人共享的，例如許多房間是每個工人都可以進出的，這象徵一個進程的內存空間是共享的，每個線程都可以使用這些共享內存。可是，每間房間的大小不同，有些房間最多能容納一個人，例如廁所，裡面有人的時候，其他的人就不能進去了。這代表一個執行緒使用某些共享記憶體時，其他執行緒必須等它結束，才能使用這塊記憶體。
一個防止他人進入的簡單方法，就是門口加一把鎖，先到的人鎖上門，後到的人看到上鎖，就在門口排隊，等鎖打開再進去，這叫互斥鎖。

為什麼JavaScript是單執行緒的？

JavaScript語言的一大特點就是單線程，也就是說，同一個時間只能做一件事。那麼，為什麼JavaScript不能有多個執行緒呢？這樣能提高效率啊。

JavaScript的單線程，與它的用途有關。作為瀏覽器腳本語言，JavaScript的主要用途是與使用者互動，以及操作DOM。這決定了它只能是單線程，否則會帶來複雜的同步問題。例如，假定JavaScript同時有兩個線程，一個線程在某個DOM節點上加入內容，另一個線程刪除了這個節點，這時瀏覽器應該以哪個線程為準？

所以，為了避免複雜性，從一誕生，JavaScript就是單線程，這已經變成了這門語言的核心特徵，將來也不會改變。

JavaScript是單線程的，雖然有worker、cluster等可以實現多線程，但是這些都是用來創建功能受限的線程，還是要受主線程的控制，所以，我們就認為JavaScript是單線程的。

另外，我們要明白，JavaScript是單線程的，不代表Node.js也是單線程的，Node.js運行了一個實例之後，是單進程多線程的，這裡面，有一個線程負責V8引擎解析JavaScript,有的執行緒負責libuv,也就是我們理解的事件循環。

如何理解IO：

I代表的是input，輸入：例如讀一個檔案、發起一個ajax請求資料
O代表的是output，輸出：例如寫檔案

同步vs 非同步

像下面這種，不涉及到讀寫檔案、網路請求的、計時器的，全部屬於同步程式碼：

var a = 1;var b = 2;function fn(){}

像下面這種都是屬於非同步程式碼：

fs.readFile('./a.js',callback);
fs.writeFile('./b.js',callback);

包括我們在瀏覽器端看到的一堆的滑鼠、鍵盤事件、ajax等。

Node.js裡大部分的涉及異步的物件都是繼承自event.eventEmitter事件物件

#Node.js執行程式碼的機制

我們可以把Node .js進程想像成一個餐廳：

廚師代表的是JavaScript主線程，他不停的忙著把主線程上的同步程式碼執行下去，直到執行完為止。

//同步代码var a = 1;//同步代码var b = 2;//异步代码fs.readFile('./a.js',function(err,data){    if(err)throw data;
});//同步代码var c = 3;//异步代码setTimeout(function(){
},200);//同步代码console.log(a + b + c);//同步代码function fn(){    console.log('abc');
}//异步代码fs.writeFile('./b.js',myData,function(err){    if(err)throw err;
});

例如像上面的這樣的程式碼，從上往下開始執行，遇到同步程式碼，直接交給廚師去完成，但遇到了異步的程式碼的時候，這時候先不執行，而是類似來了新客人一樣，交給了我們的服務員，服務員就把這個客人點的菜登記在冊，相當於把這個非同步代碼看成了一個事件，記錄到了我們的事件隊列當中。

當差不多的時候，同步程式碼全部執行完了，這時候，主線程就空閒下來了，這時候，會啟動我們的事件循環線程，這個事件循環線程就會開始去查看服務員登記的有哪些客人點了菜，然後就會按先後的優先順序，開始一個客人一個客人的炒他們的菜，也就是執行我們的那些異步代碼，因為有很多的客人，每個客人的要求不太一樣，就像我們的Node.js程式碼，有各種各樣的非同步，像是計時器、讀取檔案、取檔案、網路請求，所以Node.js專門有一堆的線程池，處理這些非同步程式碼。

當執行緒池裡的某個執行緒負責的非同步執行完成了之後，相當於這個事件完成了，就會把這個事件對應的回呼函數往主執行緒後面進行排隊。

主線程上一旦有了新的要執行的程式碼，廚師一看有事情要做了，就開始工作了。

如果主執行緒上執行的回呼函數對應的程式碼，又產生了新的非同步程式碼，那又會登記到事件循環當中。

直到某個時刻，事件佇列裡所有的事件都被執行完畢，線程池慢慢的被清空了。

node.js就會呼叫process.exit()，作業系統銷毀目前的這個node.js進程。

理解到上面基本上就夠了，下面再深入一步：

我們到了學習網路程式設計那一塊的時候，我們知道，我們知道一個伺服器容器的時候，除非我們主動的使用CTRL + C把目前的這個進程中止掉，否則會一直的等待客戶端的連線並根據對應的路由進行對應的處理。

這個又怎麼理解呢？

我們回想一下我們jQuery裡面學的API，事件監聽有兩種方式：

one 一次監聽

on 無限監聽

我們可以這樣理解：大部分的文件操作、ajax之類的，其實只需要做一次就會結束，不會再有第二次，他們就等於one類型的事件模型。

但是如果涉及網路程式設計像socket,http之類的，則相當於on無限監聽。

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