對 Node.js 事件驅動模型的深入理解

本文主要討論以下問題:

1.Node.js 的事件驅動模型分析

2.Node.js 如何處理高併發請求？

3.Node.js 的缺點介紹

先簡單介紹一下 Node.js，Node.js 是基於事件驅動、非阻塞 I/O 模型的伺服器端 JavaScript 執行環境，是基於 Google 的 V8 引擎在伺服器端執行的單執行緒、高效能的 JavaScript 語言。

一、 Node.js 事件驅動模型分析

看懂上圖之後，你就明白 Node.js 的事件驅動模型了，從上圖中我們可以看到以下幾個部分:

Application 應用層，也就是 JavaScript 互動層，是 Node.js 的常用模組，比如 http，fs 等。

V8 是 V8 引擎層，主要用於解析 JavaScript，與應用層和 NodeApi 層互動。

NodeApi 為上層模組提供系統呼叫，並與作業系統互動。

Libuv 是一個跨平臺的底層包，實現了執行緒池、事件迴圈、檔案操作等。實現非同步是 Node.js 的核心。

Libuv 層維護一個事件佇列的事件佇列。當請求到來時，Node.js 的應用層和 NodeApi 層將請求作為事件放入事件佇列，設定回撥事件函式，然後繼續接受新的請求。

在 Libuv 層的 Event Loop 事件迴圈中，事件佇列中的事件被連續讀取。在讀取事件的過程中，如果遇到非阻塞事件，就自己處理，處理完後呼叫回撥函式將結果返回給下一層。對於阻塞事件，會委託給後臺執行緒池來處理。當這些阻塞操作完成後，執行結果將和提供的回撥函式一起放入事件佇列。當事件迴圈再次讀取該事件時，將再次執行放置在佇列中的事件回撥函式，最後將結果返回給上級。詳情請參考下圖:

二、 Node.js 如何處理高併發請求？

如果你理解了最後一個問題，就好理解了。如果要總結的話，就是非同步無阻塞程式設計的思想。當遇到耗時的操作時，會以非同步非阻塞的方式進入事件佇列，不會影響後續請求的執行。迴圈將讀取這個耗時的請求，並將其交給執行緒池進行處理。當這些耗時的操作被處理後，會再次進入事件佇列，請求結果透過事件迴圈和回撥返回給上層應用，最終返回給客戶端。以上方式減少了高併發的等待時間，讓高併發可以從容應對。

三、 Node.js 的缺點介紹

透過上面的介紹，我們知道了 Node.js 的事件驅動模型，下面我們將介紹 Node.js 的不足之處。

Node.js 最大的缺點是一次只能服務一個請求。目前大部分伺服器都是多核 CPU，導致 CPU 利用率非常低，資源浪費。

Node.js 的主執行緒 Event Loop 按照事件佇列的順序執行事件佇列中的事件。在其中一個任務完成之前，回撥和監聽器等其他函式都沒有機會執行，因為被阻塞的事件迴圈沒有機會處理它們。如果發生這種情況，程式執行速度將會變慢。