网站的布局结构三种,住院证明图片在线制作,网站框架是什么,门户网站模板html5nodejs是单线程执行的#xff0c;同时它又是基于事件驱动的非阻塞IO编程模型。这就使得我们不用等待异步操作结果返回#xff0c;就可以继续往下执行代码。当异步事件触发之后#xff0c;就会通知主线程#xff0c;主线程执行相应事件的回调。
以上是众所周知的内容。今天…nodejs是单线程执行的同时它又是基于事件驱动的非阻塞IO编程模型。这就使得我们不用等待异步操作结果返回就可以继续往下执行代码。当异步事件触发之后就会通知主线程主线程执行相应事件的回调。
以上是众所周知的内容。今天我们从源码入手分析一下nodejs的事件循环机制。
nodejs架构
首先我们先看下nodejs架构下图所示 如上图所示nodejs自上而下分为
用户代码 ( js 代码 ) 用户代码即我们编写的应用程序代码、npm包、nodejs内置的js模块等我们日常工作中的大部分时间都是编写这个层面的代码。 binding代码或者三方插件js 或 C/C 代码 胶水代码能够让js调用C/C的代码。可以将其理解为一个桥桥这头是js桥那头是C/C通过这个桥可以让js调用C/C。 在nodejs里胶水代码的主要作用是把nodejs底层实现的C/C库暴露给js环境。 三方插件是我们自己实现的C/C库同时需要我们自己实现胶水代码将js和C/C进行桥接。 底层库 nodejs的依赖库包括大名鼎鼎的V8、libuv。 V8 我们都知道是google开发的一套高效javascript运行时nodejs能够高效执行 js 代码的很大原因主要在它。 libuv是用C语言实现的一套异步功能库nodejs高效的异步编程模型很大程度上归功于libuv的实现而libuv则是我们今天重点要分析的。 还有一些其他的依赖库 http-parser负责解析http响应 openssl加解密 c-aresdns解析 npmnodejs包管理器 … 关于nodejs不再过多介绍大家可以自行查阅学习接下来我们重点要分析的就是libuv。
libuv 架构
我们知道nodejs实现异步机制的核心便是libuvlibuv承担着nodejs与文件、网络等异步任务的沟通桥梁下面这张图让我们对libuv有个大概的印象 这是libuv官网的一张图很明显nodejs的网络I/O、文件I/O、DNS操作、还有一些用户代码都是在 libuv 工作的。 既然谈到了异步那么我们首先归纳下nodejs里的异步事件 非I/O 定时器setTimeoutsetIntervalmicrotaskpromiseprocess.nextTicksetImmediateDNS.lookup I/O 网络I/O文件I/O一些DNS操作 …
网络I/O
对于网络I/O各个平台的实现机制不一样linux 是 epoll 模型类 unix 是 kquene 、windows 下是高效的 IOCP 完成端口、SunOs 是 event portslibuv 对这几种网络I/O模型进行了封装。
文件I/O、异步DNS操作
libuv内部还维护着一个默认4个线程的线程池这些线程负责执行文件I/O操作、DNS操作、用户异步代码。当 js 层传递给 libuv 一个操作任务时libuv 会把这个任务加到队列中。之后分两种情况
1、线程池中的线程都被占用的时候队列中任务就要进行排队等待空闲线程。2、线程池中有可用线程时从队列中取出这个任务执行执行完毕后线程归还到线程池等待下个任务。同时以事件的方式通知event-loopevent-loop接收到事件执行该事件注册的回调函数。 当然如果觉得4个线程不够用可以在nodejs启动时设置环境变量UV_THREADPOOL_SIZE来调整出于系统性能考虑libuv 规定可设置线程数不能超过128个。 nodejs源码 先简要介绍下nodejs的启动过程 1、调用platformInit方法 初始化 nodejs 的运行环境。2、调用 performance_node_start 方法对 nodejs 进行性能统计。3、openssl设置的判断。4、调用v8_platform.Initialize初始化 libuv 线程池。5、调用 V8::Initialize初始化 V8 环境。6、创建一个nodejs运行实例。7、启动上一步创建好的实例。8、开始执行js文件同步代码执行完毕后进入事件循环。9、在没有任何可监听的事件时销毁 nodejs 实例程序执行完毕。
以上就是 nodejs 执行一个js文件的全过程。接下来着重介绍第八个步骤事件循环。
我们看几处关键源码
1、core.c事件循环运行的核心文件。
int uv_run(uv_loop_t* loop, uv_run_mode mode) {int timeout;int r;int ran_pending;
//判断事件循环是否存活。r uv__loop_alive(loop);//如果没有存活更新时间戳if (!r)uv__update_time(loop);
//如果事件循环存活并且事件循环没有停止。while (r ! 0 loop-stop_flag 0) {//更新当前时间戳uv__update_time(loop);//执行 timers 队列uv__run_timers(loop);//执行由于上个循环未执行完并被延迟到这个循环的I/O 回调。ran_pending uv__run_pending(loop); //内部调用用户不care忽略uv__run_idle(loop); //内部调用用户不care忽略uv__run_prepare(loop); timeout 0; if ((mode UV_RUN_ONCE !ran_pending) || mode UV_RUN_DEFAULT)//计算距离下一个timer到来的时间差。timeout uv_backend_timeout(loop);//进入 轮询 阶段该阶段轮询I/O事件有则执行无则阻塞直到超出timeout的时间。uv__io_poll(loop, timeout);//进入check阶段主要执行 setImmediate 回调。uv__run_check(loop);//进行close阶段主要执行 **关闭** 事件uv__run_closing_handles(loop);if (mode UV_RUN_ONCE) {//更新当前时间戳uv__update_time(loop);//再次执行timers回调。uv__run_timers(loop);}//判断当前事件循环是否存活。r uv__loop_alive(loop); if (mode UV_RUN_ONCE || mode UV_RUN_NOWAIT)break;}/* The if statement lets gcc compile it to a conditional store. Avoids * dirtying a cache line. */if (loop-stop_flag ! 0)loop-stop_flag 0;return r;
}2、timers 阶段源码文件timers.c。
void uv__run_timers(uv_loop_t* loop) {struct heap_node* heap_node;uv_timer_t* handle;for (;;) {//取出定时器堆中超时时间最近的定时器句柄heap_node heap_min((struct heap*) loop-timer_heap);if (heap_node NULL)break;handle container_of(heap_node, uv_timer_t, heap_node);// 判断最近的一个定时器句柄的超时时间是否大于当前时间如果大于当前时间说明还未超时跳出循环。if (handle-timeout loop-time)break;// 停止最近的定时器句柄uv_timer_stop(handle);// 判断定时器句柄类型是否是repeat类型如果是重新创建一个定时器句柄。uv_timer_again(handle);//执行定时器句柄绑定的回调函数handle-timer_cb(handle);}
}3、 轮询阶段 源码源码文件kquene.c
void uv__io_poll(uv_loop_t* loop, int timeout) {/*一连串的变量初始化*///判断是否有事件发生 if (loop-nfds 0) {//判断观察者队列是否为空如果为空则返回assert(QUEUE_EMPTY(loop-watcher_queue));return;}nevents 0;// 观察者队列不为空while (!QUEUE_EMPTY(loop-watcher_queue)) {/* 取出队列头的观察者对象 取出观察者对象感兴趣的事件并监听。 */....省略一些代码w-events w-pevents;}assert(timeout -1);//如果有超时时间将当前时间赋给base变量base loop-time;// 本轮执行监听事件的最大数量count 48; /* Benchmarks suggest this gives the best throughput. *///进入监听循环for (;; nevents 0) {// 有超时时间的话初始化specif (timeout ! -1) {spec.tv_sec timeout / 1000;spec.tv_nsec (timeout % 1000) * 1000000;}if (pset ! NULL)pthread_sigmask(SIG_BLOCK, pset, NULL);// 监听内核事件当有事件到来时即返回事件的数量。// timeout 为监听的超时时间超时时间一到即返回。// 我们知道timeout是传进来得下一个timers到来的时间差所以在timeout时间内event-loop会一直阻塞在此处直到超时时间到来或者有内核事件触发。nfds kevent(loop-backend_fd,events,nevents,events,ARRAY_SIZE(events),timeout -1 ? NULL : spec);if (pset ! NULL)pthread_sigmask(SIG_UNBLOCK, pset, NULL);/* Update loop-time unconditionally. Its tempting to skip the update when * timeout 0 (i.e. non-blocking poll) but there is no guarantee that the * operating system didnt reschedule our process while in the syscall. */SAVE_ERRNO(uv__update_time(loop));//如果内核没有监听到可用事件且本次监听有超时时间则返回。if (nfds 0) {assert(timeout ! -1);return;}if (nfds -1) {if (errno ! EINTR)abort();if (timeout 0)return;if (timeout -1)continue;/* Interrupted by a signal. Update timeout and poll again. */goto update_timeout;}。。。//判断事件循环的观察者队列是否为空assert(loop-watchers ! NULL);loop-watchers[loop-nwatchers] (void*) events;loop-watchers[loop-nwatchers 1] (void*) (uintptr_t) nfds;// 循环处理内核返回的事件执行事件绑定的回调函数for (i 0; i nfds; i) {。。。。}}参考 前端进阶面试题详细解答
uv__io_poll阶段源码最长逻辑最为复杂可以做个概括如下 当js层代码注册的事件回调都没有返回的时候事件循环会阻塞在poll阶段。看到这里你可能会想了会永远阻塞在此处吗 1、首先呢在poll阶段执行的时候会传入一个timeout超时时间该超时时间就是poll阶段的最大阻塞时间。 2、其次呢在poll阶段timeout时间未到的时候如果有事件返回就执行该事件注册的回调函数。timeout超时时间到了则退出poll阶段执行下一个阶段。 所以我们不用担心事件循环会永远阻塞在poll阶段。
以上就是事件循环的两个核心阶段。限于篇幅timers阶段的其他源码和setImmediate、process.nextTick的涉及到的源码就不罗列了感兴趣的童鞋可以看下源码。
最后总结出事件循环的原理如下以上你可以不care记住下面的总结就好了。
事件循环原理
node 的初始化 初始化 node 环境。执行输入代码。执行 process.nextTick 回调。执行 microtasks。 进入 event-loop 进入 timers 阶段 检查 timer 队列是否有到期的 timer 回调如果有将到期的 timer 回调按照 timerId 升序执行。检查是否有 process.nextTick 任务如果有全部执行。检查是否有microtask如果有全部执行。退出该阶段。 进入IO callbacks阶段。 检查是否有 pending 的 I/O 回调。如果有执行回调。如果没有退出该阶段。检查是否有 process.nextTick 任务如果有全部执行。检查是否有microtask如果有全部执行。退出该阶段。 进入 idleprepare 阶段 这两个阶段与我们编程关系不大暂且按下不表。 进入 poll 阶段 首先检查是否存在尚未完成的回调如果存在那么分两种情况。 第一种情况 如果有可用回调可用回调包含到期的定时器还有一些IO事件等执行所有可用回调。检查是否有 process.nextTick 回调如果有全部执行。检查是否有 microtaks如果有全部执行。退出该阶段。 第二种情况 如果没有可用回调。检查是否有 immediate 回调如果有退出 poll 阶段。如果没有阻塞在此阶段等待新的事件通知。 如果不存在尚未完成的回调退出poll阶段。 进入 check 阶段。 如果有immediate回调则执行所有immediate回调。检查是否有 process.nextTick 回调如果有全部执行。检查是否有 microtaks如果有全部执行。退出 check 阶段 进入 closing 阶段。 如果有immediate回调则执行所有immediate回调。检查是否有 process.nextTick 回调如果有全部执行。检查是否有 microtaks如果有全部执行。退出 closing 阶段 检查是否有活跃的 handles定时器、IO等事件句柄。 如果有继续下一轮循环。如果没有结束事件循环退出程序。
细心的童鞋可以发现在事件循环的每一个子阶段退出之前都会按顺序执行如下过程
检查是否有 process.nextTick 回调如果有全部执行。检查是否有 microtaks如果有全部执行。退出当前阶段。
记住这个规律哦。
