聊聊Nodejs中的模块化和事件循环

本篇文章带大家了解一下Nodejs中的模块化和事件循环。有一定的参考价值，有需要的朋友可以参考一下，希望对大家有所帮助。

5.20出了一款线上Ide，能够在浏览器上边运行 Node.js —WebContainers

1 Node.js简介

Node.js 到底是什么？开始学习的时候，对于前端的一些知识领域没有太多的接触(当然现在也一样)，对于 Node.js 的印象就是，它和Javascript 的语法几乎一样，然后是写后端的。记得当时还窃喜，学了 Javascript = 啥都会了！好了切入正题

【推荐学习：《nodejs 教程》】

以前 Javascript 都是运行在浏览器上边的，Javascript 是一种高级语言，计算机不能直接读懂，毕竟二进制的计算机的世界里边就只有010101…，在这个时候浏览器中的 JavaScript 引擎，就充当了翻译官的角色，把 JavaScript 想要做什么手把手翻译给计算机，这其中的编译过程就不细说(我暂时也说不清楚)。

Node.js 基于 Chrome 浏览器的 V8 引擎，可以高效的编译 Javascript，所以可以说 Node.js 是除浏览器以外的另一个 Javascript 运行环境。

记得在腾讯云的云函数上折腾过微信公众号的简单的自动回复，当时对前端代码的模块化有了小小的体会，Node.js 的功劳！

2 初体验

server.js 文件如下

// 引入 http 模块
var http = require("http");

//  用 http 模块创建服务
 //req 获取 url 信息 (request)
 //res 浏览器返回响应信息 (response)
http.createServer(function (req, res) {
  // 设置 HTTP 头部，状态码是 200，文件类型是 html，字符集是 utf8
  //Content-Type字段用于定义网络文件的类型和网页的编码，决定浏览器将以什么形式、什么编码读取这个文件，不写就可能会出现乱码哦
  res.writeHead(200, {
    "Content-Type": "text/html;charset=UTF-8"
  });

  // 往页面打印值
  res.write('小林别闹');

  // 结束响应
  res.end();

}).listen(3000); // 监听3000端口

安装了 Node 的前提下在终端运行 node server.js 打开浏览器，在地址栏输入http://localhost:3000/ 就能看到页面打印出来：

此时我们在本地搭建起一个最简单的服务器，浏览器作为客户端进行访问

2.1 模块化

在上边的代码中，我们注意到了有 var http = require("http"); 这样的语句,作用是引入 http 模块. 在 Node 中，模块分为两类：一是 Node 提供的模块，称为核心模块；二是用户编写的模块，称为文件模块.http 就是核心模块之一,例如使用 http 模块可以创建服务,path 模块处理文件路径,url 模块用于处理与解析 URL.fs模块用于对系统文件及目录进行读写操作等.

2.1.1CommonJS

提到模块化,就必须提一嘴 CommonJS,Node.js 就采用了部分 CommonJS 语法,可以理解为 CommonJS 是一种模块化的标准.在早期为了解决通过script标签引入js文件代码产生的依赖顺序易出错,顶层作用域导致的变量污染等问题

在这里可以梳理一下导出 module.exports 和 exports 的差别

test2.js 如下:

let str = require('./test1');
console.log(str)

当 test1.js如下:

let str1 = '小林别闹1'
let str2 = '小林别闹2'

exports.str1 = str1
exports.str2 = str2
console.log(module.exports === exports)

在终端执行 node test2.js 结果如下:

/*输出
{ str1: '小林别闹1', str2: '小林别闹2' }
true
*/

//改变test1.js文件变量暴露的方式
/*
exports.str1 = str1
module.exports = str2
console.log(module.exports === exports)
输出:
false
小林别闹2
*/

/*
exports.str1 = str1
module.exports.str2 = str2
console.log(module.exports === exports)
控制台输出:
true
{ str1: '小林别闹1', str2: '小林别闹2' }
*/

可以进行一下总结:

在 Node 执行一个文件时,会给这个文件内生成一个 exports 对象和一个 module 对象,而这个module 对象又有一个属性叫做 exports ,exports 是对 module.exports 的引用,它们指向同一块地址,但是最终导出的是 module.exports,第二次测试 module.exports = str2 改变了地址,所以 str1 没有导出.

另外注意,使用 exports 导出是导出一个对象

2.1.2 Es Module

Javascript 也是在不断的发展进步,这不,Es6版本就加入了Es Module模块

导出:

export const str1 = '小林别闹1'
export const str2 = '小林别闹2'
export default {
    fn() {}，
    msg: "小林别闹"
}

导入:

import { st1,str2,obj } from './test.js'

注意 import,直接 node js 文件执行会报错的,需要 babel 编译

比较一下的话就是:

CommonJs 可以动态加载语句，代码发生在运行时

Es Module 是静态的，不可以动态加载语句，只能声明在该文件的最顶部，代码发生在编译时

2.1.3 第三方模块

在Node 中除了可以使用自己提供的核心模块，自定义模块，还可以使用第三方模块

这就需要提到 npm ,npm 是 Node 的包管理工具,已经成为了世界上最大的开放源代码的生态系统,我们可以下载各种包.

当然包管理工具还有yarn,但是我暂时只用过 npm,因为它随 node 一起按照提供.

2.2 Node 的事件循环

2.2.1 非阻塞I/O

Java、PHP 或者 .NET 等服务端语言，会为每一个客户端的连接创建一个新的线程。Node 不会为每一个客户连接创建一个新的线程，而仅仅使用一个线程。

console.log('1')
setTimeout(() => {
  console.log('2')
})
console.log('3')//输出132

Javascript 的代码是从上到下一行行执行的,但是这里就不会阻塞,输出3,再输出2

2.2.2事件循环

Node 的事件循环真的好久才弄懂一丢丢，看过很多博客，觉得理解 Node 的事件循环机制，结合代码及其运行结果来分析是最容易理解的。

libuv 库负责 Node API 的执行。它将不同的任务分配给不同的线程，形成一个 Event Loop（事件循环），以异步的方式将任务的执行结果返回给 V8 引擎。其中 libuv 引擎中的事件循环分为 6 个阶段，它们会按照顺序反复运行。每当进入某一个阶段的时候，都会从对应的回调队列中取出函数去执行。当队列为空或者执行的回调函数数量到达系统设定的阈值，就会进入下一阶段。

console.log('start')
setTimeout(() => {//定时器1
  console.log('timer1')
  setTimeout(function timeout () {//定时器2
    console.log('timeout');
  },0);
  setImmediate(function immediate () {//定时器3
    console.log('immediate');
  });
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('promise1')
  })
}, 0)
setTimeout(() => {//定时器4
  console.log('timer2')
  Promise.resolve().then(function() {
    console.log('promise2')
  })
}, 0)
Promise.resolve().then(function() {
  console.log('promise3')
})
console.log('end')

可以 Node 上边运行一下

timers 阶段：这个阶段执行timer（setTimeout、setInterval）的回调

I/O callbacks 阶段：处理一些上一轮循环中的少数未执行的 I/O 回调

idle, prepare 阶段：仅node内部使用

poll 阶段：获取新的I/O事件, 适当的条件下node将阻塞在这里

check 阶段：执行 setImmediate() 的回调

close callbacks 阶段：执行 socket 的 close 事件回调

理解：首先执行同步任务，所以会输出start end,poll阶段是事件循环的入口，有异步事件就是从这里进入的，同步任务执行完执行先微任务，输出 promise3,接下来就是 setTimeout了，由 poll阶段一步步到 timers 阶段，执行定时器1，输出 timer1,将定时器2和定时器3加入到队列里边，一旦执行一个阶段里的一个任务就立刻执行微任务队列，所以再输出 promise1,然后执行定时器4，如上输出timer2,promise2,结合事件再循环，到了 check 阶段，执行 setImmediate() 的回调，输出 immediate,再循环进行，到达 timer 阶段，输出 timeout

2.2.3浏览器的事件循环

浏览器和 Node 的事件循环是不一样的

打算用两张图和一段代码来解释浏览器的事件循环机制，

console.log(1)
setTimeout(()=>{console.log(2)},1000)//宏任务1
async function fn(){
    console.log(3)
    setTimeout(()=>{console.log(4)},20)//宏任务2
    //return Promise.reject()返回失败状态的，不会输出6，弄不清楚为啥
    return Promise.resolve()
}
async function run(){
    console.log(5)
    await fn()
    //console.log(6),
}
run()
//需要执行150ms左右
for(let i=0;i<90000000;i++){}
setTimeout(()=>{//宏任务3
    console.log(7)
    new Promise(resolve=>{
        console.log(8)
        resolve()
    }).then(()=>{console.log(9)})
},0)
console.log(10)
// 1 5 3 10 4 7 8 9 2

执行结果如(请忽略我的工具提示)：

我们可以储备一些前置知识：JavaScript 是单线程的，任务可以分为同步任务和异步任务，像 console.log('1') 就是同步的，定时器 setTimeout,promise 的回调等就是异步的。同步的很好理解，就从上到下一行一行的执行下来，异步的就有点小复杂了，还会分为宏任务和微任务。

浏览器的事件循环机制就是：先执行同步任务，同步任务执行完成，就执行任务队列里面的任务，那任务队列里面的任务是哪来的呢？异步任务准备好了就会放进任务队列，你可以理解为，在任务队列里边宏任务和微任务都存在这一个队列结构管着它们。先后的话，同步任务执行完成后，任务队列里有微任务，则将微任务执行完，再执行一个宏任务，执行了宏任务可能又产生了微任务，这是就需要再执行完微任务任务。你可以将同步任务看成宏任务，这样就可以理解为，每执行完一个宏任务都要清理一遍微任务。

上边代码解释如下：执行到第一行代码，输出 1,执行到第二行代码 setTimeout 属于宏任务1，准备1000毫秒后加入任务队列，然后执行函数 run,输出 5,因为 await 的存在，我们需要等待 fn函数执行完毕，这里是通过 await 关键字将异步函数变成同步的，执行 fn 时输出 3,又出现一个 setTimeout 宏任务2，准备时间20毫秒，返回成功状态的Promise,输出 6,for 循环需要150ms,这是宏任务2，准备完毕，进入任务队列，继续向下，有一个 setTimeout 宏任务3，无需准备加入任务队列，执行最后一行代码，输出 10,至此同步任务全部执行完毕，接下来是异步任务了，任务队列是队列的数据结构，遵循先进先出的原则，此时任务队列中有宏任务2和宏任务3，先执行宏任务2，输出 4,再执行宏任务3，输出 7，promise本身是同步的，输出 8,回调then 里边的代码是微任务，宏任务3执行后，发现有微任务存在，清理一边微任务，输出 9,整个流程经过1000毫秒后，宏任务1加入任务队列，输出 2

这里直接看一位大哥的博客可能更加容易理解，写不了那么好，哭，链接放在下面了。

写的不好，羞愧万分，会努力学习的！！！

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