Node探秘之事件循環(1)--幾個基本要素

前言

對于想要真正理解JavaScript工作機制的人,理解JS的事件循環(Event Loop)應當是首當其沖的繞不過的坎。因為事件驅動模型的設計和事件循環機制的實現,才使得js成為一門真正純異步,使得回調函數十分普遍的編程語言,也是Node之所以被作為網絡應用節點,用于高效處理并發I/O的原因。

當你真正理解了事件循環機制時,下面這樣的一些問題相信你也會就了然了。

問題1


解釋JavaScript事件模型本身的文章還是非常多的,并且不乏有不少出色的文章。本文將引用部分文章的圖片,結合對Node源碼的分析,逐步理出Node事件循環機制的實現原理。

因為在寫本文時,主要參考的是樸靈老師寫的《深入淺出nodejs》,寫這本書時的node穩定版本為0.10.13,且早期版本的node源碼較少,讀起來較為容易理解,因此這里的代碼分析主要是基于0.10.13來進行的。

事件循環

大家都知道,一般我們會講JS是單線程的,Node在處理I/O的時候也是單線程的,好處就是沒有線程的切換和數據共享的問題。但實際上,在系統底層,非阻塞的I/O解決方案,只有Network I/O部分,linux底層使用epoll,windows下使用IOCP。文件等操作則沒有很好的系統解決方案,因此為了模擬實現非阻塞的I/O方案,Node在libuv層啟用了一個線程池,用于調用系統的阻塞式I/O。

因此,實際上,node只是在應用層屬于單線程,底層其實通過libuv維護了一個阻塞I/O調用的線程池。

JS之所以可以在執行異步操作時可以設置好callback函數之后,就繼續執行后續代碼,當異步操作執行完成時,又能夠及時觸發回調函數,獲取異步結果。最關鍵的核心就在于事件循環。

在進程啟動時,Node便會創建一個類似于while(true)的循環,每執行一次循環體的過程被稱為tick,中文翻譯應該意為“滴答”,就像時鐘一樣,每滴答一下,就表示過去了1s。這個tick也有點這個意思,每循環一次,都表示本次tick結束,下次tick開始。每個tick開始之初,都會檢查是否有事件需要處理,如果有,就取出事件及關聯的callbak函數,如果存在有關聯的callback函數,就把事件的結果作為參數調用這個callback函數執行。如果不在有事件處理,就退出進程。


Tick流程圖

那么在每個tick的過程中,如何判斷是否有事件需要處理,先要引入一個概念,叫做“觀察者”(watcher)。每一個事件循環都有一個或者多個觀察者,判斷是否有事件要處理的過程就是向這些觀察者詢問是否有需要處理的事件

Node的觀察者有這樣幾種:

idle觀察者:顧名思義,就是早已等在那里的觀察者,以后會說到的process.nextTick就屬于這類

I/O觀察者:顧名思義,就是I/O相關觀察者,也就是I/O的回調事件,如網絡,文件,數據庫I/O等

check觀察者:顧名思義,就是需要檢查的觀察者,后面會說到的setTimeout/setInterval就屬于這類

事件循環是一個典型的生產者/消費者模型。異步I/O,網絡請求,setTimeout等都是典型的事件生產者,源源不斷的為Node提供不同類型的事件,這些事件被傳到對應的觀察者那里,事件循環在每次tick時則從觀察者那里取出事件并處理。

我們現在知道,JavaScript的異步I/O調用過程中,回調函數并不由我們開發者調用,事實上,在JavaScript發起調用到內核執行完I/O操作的過程中,存在一種中間產物,它叫做請求對象。這個請求對象會重新封裝回調函數及參數,并做一些其他的處理。這個請求對象,會在異步事件完成時被調用,取出回調函數和參數,并傳入執行結果進行回調。這個請求對象,在下一篇介紹setTimeout等的文章中會舉例。

組裝好請求對象,送入I/O線程池等待執行,實際上只是完成了異步I/O的第一步;第二步則是異步I/O被線程池處理結束后的回調,也就是執行回調

因為事件循環的邏輯就是這樣,這里就不手工再重新繪制一張異步I/O流程圖,直接把樸老師書里面的圖貼上來給大家看。

應該說,事件循環、觀察者、請求對象、I/O線程池,這四者共同組成了Node異步I/O模型的基本要素。

源碼分析

下面我給出0.10.13中關于事件循環的源碼分析結果圖對上述分析給予說明


總結


根據源碼分析圖,可以請求出得出這樣幾個結論:

1、每次tick都會檢查所有完成的回調事件,并一一執行回調函數。

2、跑完當前執行環境下能跑完的代碼。每一個事件消息都被運行直到完成為止,在此之前,任何其他事件都不會被處理。這和C等一些語言不通,它們可能在一個線程里面,函數跑著跑著突然停下來,然后其他線程又跑起來了。JS這種機制的一個典型的壞處,就是當某個事件處理耗時過長時,后面的事件處理都會被延后,直到這個事件處理結束,在瀏覽器環境中運行時,可能會出現某個腳本運行時間過長,頁面無響應的提示。Node環境則可能出現大量用戶請求被掛起,不能及時響應的情況。

3、不同類型的觀察者,處理的優先級不同,idle觀察者最先,I/O觀察者其次,check觀察者最后。

最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發布平臺,僅提供信息存儲服務。
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 227,748評論 6 531
  • 序言:濱河連續發生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發現死者居然都...
    沈念sama閱讀 98,165評論 3 414
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人,你說我怎么就攤上這事。” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 175,595評論 0 373
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長。 經常有香客問我,道長,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 62,633評論 1 309
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 71,435評論 6 405
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發上,一...
    開封第一講書人閱讀 54,943評論 1 321
  • 那天,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 43,035評論 3 440
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 42,175評論 0 287
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后,有當地人在樹林里發現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 48,713評論 1 333
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 40,599評論 3 354
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發現自己被綠了。 大學時的朋友給我發了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 42,788評論 1 369
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 38,303評論 5 358
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響,放射性物質發生泄漏。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環境...
    茶點故事閱讀 44,034評論 3 347
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 34,412評論 0 25
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至,卻和暖如春,著一層夾襖步出監牢的瞬間,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 35,664評論 1 280
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 51,408評論 3 390
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 47,747評論 2 370

推薦閱讀更多精彩內容