简述Node.js运行时核心架构

简述Node.js运行时核心架构

一句话: Node.js它是由JavaScript、C/C++与一系列的底层支持库共同构建的精密系统;

核心引擎 V8

V8是Node.js的JavaScript执行引擎,它是由Google开发,这个引擎同时也为Chrome浏览器提供支持,它主要负责解析并编译JavaScript代码为高效的机器码,维护函数调用栈,并自动进行内存分配与垃圾回收

V8并不是一个简单的解释器,它拥有非常精密的编译优化管线

  • lgnition解释器:V8引擎首先将源码抽象成语法树AST,然后由lgnition解释器快速生成并执行字节码。这样会大大的提升代码的启动速度;
  • TurboFan优化编译器:当一个函数被调用多次的时候,V8会将其标记为热点代码。这些标记数据会交给TruboFan。TruboFan会将这些热点代码深度优化并编译成运行速度更快的机器码;
  • Maglev中间层编译器:新版V8中,引入的Maglev编译器,它会优化中等热度的代码,进一步来优化JavaScript执行性能;

核心桥梁

这一层是连接JavaScript世界和底层系统能力的关键部分

Node.js Bindings:它的主要能力就是将V8、libuv、openssl等进行封装,让我们的JavaScript代码可以直接调用这些底层能力;

异步基石:libuv

libuv是用C语言进行编写的跨平台异步I/O库,Node.js的事件循环、线程池都是基于此实现的;

  • 跨平台:所有系统底层的I/O差异性就抽象成了统一个接口;
  • 事件循环:这个是Node.js的心脏,事件循环一直在单线程上运行;
  • 线程池:对于无法通过系统级异步API完成的操作(如文件I/O、DNS解析、某些CPU密集型的加密计算),libuv会将其卸载(Offload)到由4个线程组成的线程池中执行,以防阻塞主事件循环。

C/C++依赖库

  • http-parser: 一个用C语言编写的轻量级HTTP请求/响应解析器,它是Node.js能够快速创建Web应用的基础;
  • c-ares:它提供异步的DNS查询能力。c-ares能在不阻塞事件循环的前提下高效的完成域名解析;
  • Openssl:密码学领域事实上的标准库。它提供了经过严苛测试的TLS/SSL协议实现和各种加密/解密功能,是现代Web安全通信的基石。
  • zlib:一个工业级的数据压缩与解压库,Node.js借助它来创建同步、异步或流式的压缩/解压接口。
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