node的事件機制

Faremax 發(fā)布于2019-08-20 14:34 / 2962人閱讀

摘要：什么是事件循環(huán)盡管是單線程的，事件循環(huán)機制，通過在合適的時候把操作交給系統(tǒng)內核，從而允許執(zhí)行非阻塞的操作當操作完成時，內核告知，合適的回調函數(shù)會被加入輪詢隊列，最終被執(zhí)行。結果長時間的運行回調函數(shù)允許運行事件比的閾值更長。

什么是事件循環(huán)（event loop）？

盡管js是單線程的，事件循環(huán)機制，通過在合適的時候把操作交給系統(tǒng)內核，從而允許node執(zhí)行非阻塞的io操作
當操作完成時，內核告知node.js，合適的回調函數(shù)會被加入輪詢隊列，最終被執(zhí)行。
Node.js啟動的時候，初始化event loop，處理提供的腳本，腳本中可能調用異步API，調度timers，或者調用process.nextTick()，然后處理event loop

下圖是簡化的事件循環(huán)操作順序圖overview

     ┌───────────────────────┐
┌─>│        timers         │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     I/O callbacks     │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
│  │     idle, prepare     │
│  └──────────┬────────────┘      ┌───────────────┐
│  ┌──────────┴────────────┐      │   incoming:   │
│  │         poll          │<─────┤  connections, │
│  └──────────┬────────────┘      │   data, etc.  │
│  ┌──────────┴────────────┐      └───────────────┘
│  │        check          │
│  └──────────┬────────────┘
│  ┌──────────┴────────────┐
└──┤    close callbacks    │
      └───────────────────────┘

圖中每個box就是一個phase，每個phase有一個先進先出的回調函數(shù)的隊列，
event loop進入了一個phase，就會執(zhí)行phase中所有的操作，然后執(zhí)行回調函數(shù)，直到隊列耗盡了，或者回調函數(shù)執(zhí)行數(shù)量到達最大數(shù)，接下來就去下一個phase

因為任何一個操作都可能調度更多的操作，而且poll phase中新的事件由內核排隊，所以正在輪詢的事件在被處理的時候，poll事件們可能會排隊。
結果：長時間的運行回調函數(shù)允許poll phase運行事件比timer的閾值更長。

phase overview 階段概況

timers：執(zhí)行由setTimeout() and setInterval()調度的回調函數(shù)

I/O callbacks：執(zhí)行所有的回調函數(shù)，除了 close callbacks（由timers，setImmediate（）調度）

idle, prepare：內部使用

poll：獲取新的io事件，當合適的時候，node會阻塞在這里

check: setImmediate()回調函數(shù)會在這里調用

close callbacks: e.g. socket.on("close", ...)

每次運行event loop，node檢查是否有對任何異步io或者timers的等待，沒有就關閉

Phases in Detail（各階段細述） timers

timers指定閾值（threshold）之后，會執(zhí)行回調函數(shù)，但threshold不是執(zhí)行回調函數(shù)的確切時間（只是最短時間）。
timers回調函數(shù)一旦可以執(zhí)行了就會被執(zhí)行。然而操作系統(tǒng)的調度或者其他的回調函數(shù)可能推遲它的執(zhí)行。
由poll phase來控制什么時候timers被執(zhí)行

var fs = require("fs");
function someAsyncOperation (callback) {
  // Assume this takes 95ms to complete
  fs.readFile("/path/to/file", callback);
}
var timeoutScheduled = Date.now();
setTimeout(function () {
  var delay = Date.now() - timeoutScheduled;
  console.log(delay + "ms have passed since I was scheduled");
}, 100);
// do someAsyncOperation which takes 95 ms to complete
someAsyncOperation(function () {
  var startCallback = Date.now();
  // do something that will take 10ms...
  while (Date.now() - startCallback < 10) {
    ; // do nothing
  }
});

一開始timer被調度，里面的回調函數(shù)執(zhí)行l(wèi)og。
然后事件循環(huán)進入poll phase，此時隊列是空的（因為fs.readFile()沒有完成），所以就會等著，直到最早的timer的閾值（100）到時間，等了95 ms（還沒到，畢竟定的是100），fs.readFile() 這個時候完成了，所以它的回調函數(shù)就回被加poll的隊列并且被執(zhí)行（執(zhí)行10s），當回調函數(shù)完成了，隊列又空了，所以，event loop將會看到timer的閾值（100）已經(jīng)到了，
然后回到timers這個phase去執(zhí)行timers的回調函數(shù)，也就是，打印出105秒

為了防止poll phase 獨占耗盡 event loop，libuv 也有一個最大值（基于系統(tǒng)），會在超過最大值之前停止輪詢更多的事件。

I/O callbacks

為系統(tǒng)操作（比如tcp錯誤類型）執(zhí)行回調函數(shù)
當tcp socket嘗試連接時接收到ECONNREFUSED，類unix系統(tǒng)將會想報道錯誤，要會在這個phase排隊執(zhí)行。

poll

poll phase有兩個功能

為到了時間的timers執(zhí)行腳本，然后

處理poll隊列的事件

當event loop 進入poll phase且沒有timers被調度，下面的事情會發(fā)生

poll不空，

通過回調函數(shù)隊列迭代的執(zhí)行

poll棧是空的

如果腳本已經(jīng)被setImmediate()調度，事件循環(huán)將會終止poll phase，到check phase去執(zhí)行那些被調度的腳本

等著回調函數(shù)被加進隊列，然后立馬執(zhí)行它
一旦poll空了，event loop將回檢查timers有沒有thresholds到了，有的話，wrap back to the timers phase，然后執(zhí)行timers的回調函數(shù)

check

特別的 timer

close callbacks setImmediate and setTimeout()

在poll完成以后執(zhí)行

在最小事件之后執(zhí)行

執(zhí)行順序：
依賴于調用的上下文

如果都在main module ，事件會被進程的性能限制（被其他應用影響）

not within an I/O cycle：不確定的

within an I/O cycle：immediate總是先（更好）

// timeout_vs_immediate.js
setTimeout(function timeout () {
  console.log("timeout");
},0);

setImmediate(function immediate () {
  console.log("immediate");
});

// timeout_vs_immediate.js
var fs = require("fs")

fs.readFile(__filename, () => {
  setTimeout(() => {
    console.log("timeout")
  }, 0)
  setImmediate(() => {
    console.log("immediate")
  })
})

The Node.js Event Loop, Timers

參考：

云服務器 GPU云服務器事件機制事件冒泡機制事件注冊機制 extjs 事件機制

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