Node.js 是如何跑起来的( 七 ) _Node.js

但这种架构模式下的性能瓶颈在于系统的进程数、线程数是有限的，开辟进程和线程的开销也是需要考虑的问题，系统资源消耗高。
int serv_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);// IP 和端口配置 ...// ...// 绑定 IP 和端口bind(serv_sock, ...);// 监听来自监听型套接字的请求listen(serv_sock, ...);int clnt_sock;int pid;while (1) {// 创建新的通信型套接字用于接收来自客户端的请求，此时会阻塞程序执行，直到有请求到来clnt_sock = accept(serv_sock, ...);pid = fork();if (pid < 0) {perror("fork failed");return -1;}if (fork() > 0) {// 父进程continue;} else {// 子进程// 接收客户端的数据，同步阻塞 I/O，等待数据就绪recvfrom(clnt_sock, ...);// 处理数据handle(data);}}?单进程单线程·事件驱动?除了通过多进程/多线程方式去应对并发量大的场景，基于 I/O 多路复用模型的单进程单线程·事件驱动架构也是较好的解决方案，同时由于是单线程，所以不会因开辟大量进场/线程所带来的资源开销以及同步互斥的问题。
单线程不适合执行 CPU 密集型任务，因为如果任务一直占用 CPU 时间，则后续任务无法执行，因此针对大量 CPU 计算、引起进程阻塞的任务，可引入线程池技术去解决。
目前 NodeJS 就是采用这种设计架构，所有 JS 代码跑在主线程中（单线程），基于 I/O 多路复用的模型去实现事件驱动的多读写请求的管理，配合线程池，将 CPU 密集型任务从主线程分离出来，以保证主线程的高效响应。
解答

NodeJS 代码是如何跑起来的
当我们执行 node server.js 时，NodeJS 首先会进行一系列的初始化操作，包括：

注册 C++ 系列的模块和 V8 的初始化操作
创建 environment 对象用于存放一些全局的公共变量
初始化模块加载器，以便在用户 JS 代码层调用原生 JS 模块以及原生 JS 模块调用 C++ 模块能够成功加载
初始化执行上下文，暴露 global 在全局上下文中，并设置一些全局变量和方法在 global 或 process 对象
初始化 libuv，创建一个默认的 event_loop 结构体用于管理后续各个阶段产生的任务
紧接着 NodeJS 执行用户 JS 代码，用户 JS 代码执行一些初始化的逻辑以及往事件循环注册任务，然后进程就进入事件循环的阶段。
整个事件循环分为 7 个阶段，timer 处理定时器任务，pending 处理 poll io 阶段的成功或错误回调，idle、prepare、check 是自定义阶段，poll io 主要处理网络 I/O，文件 I/O等任务，close 处理关闭的回调任务，同时在各个事件阶段还会穿插微任务队列。
以开篇的 TCP 服务为例，当创建 TCP 服务器调用原生 JS 的 net 模块的 server.listen 方法后，net 模块就会引用 C++ 的 TCP 模块实例化一个 TCP 服务器，内部调用了 Libuv 的 uv_tcp_init 方法，该方法封装了 C 中用于创建套接字的 socket 函数；接着就是调用 C++ 的 TCP 模块的 Bind 方法，该方法封装了 Libuv 的 uv_ip_addr 以及 uv_tcp_bind，分别用于设置 TCP 的 IP 地址和端口信息以及调用 C 中的 bind 方法用于绑定地址信息。
然后 net 模块注册 onconnect 回调函数，该函数将在客户端请求到来后，在 Libuv 的 poll io 阶段执行，onconnect 函数调用了 C++ 的 ConnectionWrap::OnConnection 方法，内部调用了 Libuv 的 uv_accpet 去接收来自客户端的连接。最后调用 TCP 实例的 listen 方法使得服务器进入被动监听状态，listen 使用了 C++ 的 TCPWrap::Listen 方法，该方法是对 uv_listen 的封装，最终调用的 C 的 listen 方法。
当客户端请求通过网卡传递过来，对应的监听型 socket 发生状态变更，事件循环模块根据命中之前设置的可读事件，将 onconnection 回调插入 poll io 阶段的任务队列，当新一轮的事件循环到达 poll io 时执行回调，调用 accept 方法创建与客户端的通信型 socket，此时进入进程阻塞，经过三次握手后，建立与客户端的连接，将用户 JS 的回调插入 poll io 的任务队列，在新一轮的事件循环中进行数据的处理。

文章插图
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TCP 连接在 NodeJS 中是如何保持一直监听而进程不中断的

TCP 服务器在启动之后，就往 NodeJS 的事件循环系统插入 listen 的监听任务，该任务会一直阻塞监听（不超过 timeout）来自客户端的请求，当发生请求后，建立连接然后进行数据处理后，再会进入监听请求的阻塞状态，新一轮的事件循环发现 poll io 队列还有任务所以不会退出事件循环，从而驱动进程一直运行。