摘要：理解基礎篇原理篇一啟動加載通信方式執(zhí)行代碼和相似，包含同步和異步的方式，異步方式通過的實現(xiàn)。同時在異步通信完成后，會創(chuàng)建一個對象，將作為，作為，加入中。
理解deno-基礎篇
deno-原理篇一啟動加載
通信方式
deno執(zhí)行代碼和node相似，包含同步和異步的方式， 異步方式通過async的實現(xiàn)。
Typescript/Javascript調(diào)用rust
在上一節(jié)中講到deno的啟動時會初始化v8 isolate實例，在初始化的過程中，會將c++的函數(shù)綁定到v8 isolate的實例上，在v8執(zhí)行Javascript代碼時，可以像調(diào)用Javascript函數(shù)一樣調(diào)用這些綁定的函數(shù)。具體的綁定實現(xiàn)如下：
void InitializeContext(v8::Isolate* isolate, v8::Local context) {
v8::HandleScope handle_scope(isolate);
v8::Context::Scope context_scope(context);
auto global = context->Global();
auto deno_val = v8::Object::New(isolate);
CHECK(global->Set(context, deno::v8_str("libdeno"), deno_val).FromJust());
auto print_tmpl = v8::FunctionTemplate::New(isolate, Print);
auto print_val = print_tmpl->GetFunction(context).ToLocalChecked();
CHECK(deno_val->Set(context, deno::v8_str("print"), print_val).FromJust());
auto recv_tmpl = v8::FunctionTemplate::New(isolate, Recv);
auto recv_val = recv_tmpl->GetFunction(context).ToLocalChecked();
CHECK(deno_val->Set(context, deno::v8_str("recv"), recv_val).FromJust());
auto send_tmpl = v8::FunctionTemplate::New(isolate, Send);
auto send_val = send_tmpl->GetFunction(context).ToLocalChecked();
CHECK(deno_val->Set(context, deno::v8_str("send"), send_val).FromJust());
auto eval_context_tmpl = v8::FunctionTemplate::New(isolate, EvalContext);
auto eval_context_val =
eval_context_tmpl->GetFunction(context).ToLocalChecked();
CHECK(deno_val->Set(context, deno::v8_str("evalContext"), eval_context_val)
.FromJust());
auto error_to_json_tmpl = v8::FunctionTemplate::New(isolate, ErrorToJSON);
auto error_to_json_val =
error_to_json_tmpl->GetFunction(context).ToLocalChecked();
CHECK(deno_val->Set(context, deno::v8_str("errorToJSON"), error_to_json_val)
.FromJust());
CHECK(deno_val->SetAccessor(context, deno::v8_str("shared"), Shared)
.FromJust());
}
在完成綁定之后，在Typescript中可以通過如下代碼實現(xiàn)c++方法和Typescript方法的映射
libdeno.ts
interface Libdeno {
recv(cb: MessageCallback): void;
send(control: ArrayBufferView, data?: ArrayBufferView): null | Uint8Array;
print(x: string, isErr?: boolean): void;
shared: ArrayBuffer;
/** Evaluate provided code in the current context.
* It differs from eval(...) in that it does not create a new context.
* Returns an array: [output, errInfo].
* If an error occurs, `output` becomes null and `errInfo` is non-null.
*/
// eslint-disable-next-line @typescript-eslint/no-explicit-any
evalContext(code: string): [any, EvalErrorInfo | null];
errorToJSON: (e: Error) => string;
}
export const libdeno = window.libdeno as Libdeno;
在執(zhí)行Typescript代碼時，只需要引入libdeno，就直接調(diào)用c++方法，例如：
import { libdeno } from "./libdeno";
function sendInternal(
builder: flatbuffers.Builder,
innerType: msg.Any,
inner: flatbuffers.Offset,
data: undefined | ArrayBufferView,
sync = true
): [number, null | Uint8Array] {
const cmdId = nextCmdId++;
msg.Base.startBase(builder);
msg.Base.addInner(builder, inner);
msg.Base.addInnerType(builder, innerType);
msg.Base.addSync(builder, sync);
msg.Base.addCmdId(builder, cmdId);
builder.finish(msg.Base.endBase(builder));
const res = libdeno.send(builder.asUint8Array(), data);
builder.inUse = false;
return [cmdId, res];
}
調(diào)用libdeno.send方法可以將數(shù)據(jù)傳給c++，然后通過c++去調(diào)用rust代碼實現(xiàn)具體的工程操作。
Typescript層同步異步實現(xiàn)
同步
在Typescript中只需要設置sendInternal方法的sync參數(shù)為true即可，在rust中會根據(jù)sync參數(shù)去判斷是執(zhí)行同步或者異步操作，如果sync為true，libdeono.send方法會返回執(zhí)行的結(jié)果，rust和typescript之間傳遞數(shù)據(jù)需要將數(shù)據(jù)序列化，這里序列化操作使用的是flatbuffer庫。
const [cmdId, resBuf] = sendInternal(builder, innerType, inner, data, true);
異步實現(xiàn)
同理，實現(xiàn)異步方式，只需要設置sync參數(shù)為false即可，但是異步操作和同步相比，多了回掉方法，在執(zhí)行異步通信時，libdeno.send方法會返回一個唯一的cmdId標志這次調(diào)用操作。同時在異步通信完成后，會創(chuàng)建一個promise對象，將cmdId作為key，promise作為value，加入map中。代碼如下：
const [cmdId, resBuf] = sendInternal(builder, innerType, inner, data, false);
util.assert(resBuf == null);
const promise = util.createResolvable();
promiseTable.set(cmdId, promise);
return promise;
rust實現(xiàn)同步和異步
當在Typescript中調(diào)用libdeno.send方法時，調(diào)用了C++文件binding.cc中的Send方法，該方法是在deno初始化時綁定到v8 isolate上去的。在Send方法中去調(diào)用了ops.rs文件中的dispatch方法，該方法實現(xiàn)了消息到函數(shù)的映射。每個類型的消息對應了一種函數(shù)，例如讀文件消息對應了讀文件的函數(shù)。
pub fn dispatch(
isolate: &Isolate,
control: libdeno::deno_buf,
data: libdeno::deno_buf,
) -> (bool, Box) {
let base = msg::get_root_as_base(&control);
let is_sync = base.sync();
let inner_type = base.inner_type();
let cmd_id = base.cmd_id();
let op: Box = if inner_type == msg::Any::SetTimeout {
// SetTimeout is an exceptional op: the global timeout field is part of the
// Isolate state (not the IsolateState state) and it must be updated on the
// main thread.
assert_eq!(is_sync, true);
op_set_timeout(isolate, &base, data)
} else {
// Handle regular ops.
let op_creator: OpCreator = match inner_type {
msg::Any::Accept => op_accept,
msg::Any::Chdir => op_chdir,
msg::Any::Chmod => op_chmod,
msg::Any::Close => op_close,
msg::Any::FetchModuleMetaData => op_fetch_module_meta_data,
msg::Any::CopyFile => op_copy_file,
msg::Any::Cwd => op_cwd,
msg::Any::Dial => op_dial,
msg::Any::Environ => op_env,
msg::Any::Exit => op_exit,
msg::Any::Fetch => op_fetch,
msg::Any::FormatError => op_format_error,
msg::Any::Listen => op_listen,
msg::Any::MakeTempDir => op_make_temp_dir,
msg::Any::Metrics => op_metrics,
msg::Any::Mkdir => op_mkdir,
msg::Any::Open => op_open,
msg::Any::ReadDir => op_read_dir,
msg::Any::ReadFile => op_read_file,
msg::Any::Readlink => op_read_link,
msg::Any::Read => op_read,
msg::Any::Remove => op_remove,
msg::Any::Rename => op_rename,
msg::Any::ReplReadline => op_repl_readline,
msg::Any::ReplStart => op_repl_start,
msg::Any::Resources => op_resources,
msg::Any::Run => op_run,
msg::Any::RunStatus => op_run_status,
msg::Any::SetEnv => op_set_env,
msg::Any::Shutdown => op_shutdown,
msg::Any::Start => op_start,
msg::Any::Stat => op_stat,
msg::Any::Symlink => op_symlink,
msg::Any::Truncate => op_truncate,
msg::Any::WorkerGetMessage => op_worker_get_message,
msg::Any::WorkerPostMessage => op_worker_post_message,
msg::Any::Write => op_write,
msg::Any::WriteFile => op_write_file,
msg::Any::Now => op_now,
msg::Any::IsTTY => op_is_tty,
msg::Any::Seek => op_seek,
msg::Any::Permissions => op_permissions,
msg::Any::PermissionRevoke => op_revoke_permission,
_ => panic!(format!(
"Unhandled message {}",
msg::enum_name_any(inner_type)
)),
};
op_creator(&isolate, &base, data)
};
// ...省略多余的代碼
}
在每個類型的函數(shù)中會根據(jù)在Typescript中調(diào)用libdeo.send方法時傳入的sync參數(shù)值去判斷同步執(zhí)行還是異步執(zhí)行。
let (is_sync, op) = dispatch(isolate, control_buf, zero_copy_buf);
同步執(zhí)行
在執(zhí)行dispatch方法后，會返回is_sync的變量，如果is_sync為true，表示該方法是同步執(zhí)行的，op表示返回的結(jié)果。rust代碼會調(diào)用c++文件api.cc中的deno_respond方法，將執(zhí)行結(jié)果同步回去，deno_respond方法中根據(jù)current_args_的值去判斷是否為同步消息，如果current_args_存在值，則直接返回結(jié)果。
異步執(zhí)行
在deno中，執(zhí)行異步操作是通過rust的Tokio模塊來實現(xiàn)的，在調(diào)用dispatch方法后，如果是異步操作，is_sync的值為false，op不再是執(zhí)行結(jié)果，而是一個執(zhí)行函數(shù)。通過tokio模塊派生一個線程程異步去執(zhí)行該函數(shù)。
let task = op
.and_then(move |buf| {
let sender = tx; // tx is moved to new thread
sender.send((zero_copy_id, buf)).expect("tx.send error");
Ok(())
}).map_err(|_| ());
tokio::spawn(task);
在deno初始化時，會創(chuàng)建一個管道，代碼如下：
let (tx, rx) = mpsc::channel::<(usize, Buf)>();
管道可以實現(xiàn)不同線程之間的通信，由于異步操作是創(chuàng)建了一個新的線程去執(zhí)行的，所以子線程無法直接和主線程之間通信，需要通過管道的機制去實現(xiàn)。在異步代碼執(zhí)行完成后，調(diào)用tx.send方法將執(zhí)行結(jié)果加入管道里面，event loop會每次從管道里面去讀取結(jié)果返回回去。
Event Loop
由于異步操作依賴事件循環(huán)，所以先解釋一下deno中的事件循環(huán)，其實事件循環(huán)很簡單，就是一段循環(huán)執(zhí)行的代碼，當達到條件后，事件循環(huán)會結(jié)束執(zhí)行，deno中主要的事件循環(huán)代碼實現(xiàn)如下：
pub fn event_loop(&self) -> Result<(), JSError> {
// Main thread event loop.
while !self.is_idle() {
match recv_deadline(&self.rx, self.get_timeout_due()) {
Ok((zero_copy_id, buf)) => self.complete_op(zero_copy_id, buf),
Err(mpsc::RecvTimeoutError::Timeout) => self.timeout(),
Err(e) => panic!("recv_deadline() failed: {:?}", e),
}
self.check_promise_errors();
if let Some(err) = self.last_exception() {
return Err(err);
}
}
// Check on done
self.check_promise_errors();
if let Some(err) = self.last_exception() {
return Err(err);
}
Ok(())
}
self.is_idle方法用來判斷是否所有的異步操作都執(zhí)行完畢，當所有的異步操作都執(zhí)行完畢后，停止事件循環(huán)，is_idle方法代碼如下：
fn is_idle(&self) -> bool {
self.ntasks.get() == 0 && self.get_timeout_due().is_none()
}
當產(chǎn)生一次異步方法調(diào)用時，會調(diào)用下面的方法，使ntasks內(nèi)部的值加1，
fn ntasks_increment(&self) {
assert!(self.ntasks.get() >= 0);
self.ntasks.set(self.ntasks.get() + 1);
}
在event loop循環(huán)中，每次從管道中去取值，這里event loop充消費者，執(zhí)行異步方法的子線程充當生產(chǎn)者。如果在一次事件循環(huán)中，獲取到了一次執(zhí)行結(jié)果，那么會調(diào)用ntasks_decrement方法，使ntasks內(nèi)部的值減1，當ntasks的值為0的時候，事件循環(huán)會退出執(zhí)行。在每次循環(huán)中，將管道中取得的值作為參數(shù)，調(diào)用complete_op方法，將結(jié)果返回回去。
rust中將異步操作結(jié)果返回回去
在初始化v8實例時，綁定的c++方法中有一個Recv方法，該方法的作用時暴露一個Typescript的函數(shù)給rust，在deno的io.ts文件的start方法中執(zhí)行l(wèi)ibdeno.recv(handleAsyncMsgFromRust)，將handleAsyncMsgFromRust函數(shù)通過c++方法暴露給rust。具體實現(xiàn)如下：
export function start(source?: string): msg.StartRes {
libdeno.recv(handleAsyncMsgFromRust);
// First we send an empty `Start` message to let the privileged side know we
// are ready. The response should be a `StartRes` message containing the CLI
// args and other info.
const startResMsg = sendStart();
util.setLogDebug(startResMsg.debugFlag(), source);
setGlobals(startResMsg.pid(), startResMsg.noColor(), startResMsg.execPath()!);
return startResMsg;
}
當異步操作執(zhí)行完成后，可以在rust中直接調(diào)用handleAsyncMsgFromRust方法，將結(jié)果返回給Typescript。先看一下handleAsyncMsgFromRust方法的實現(xiàn)細節(jié)：
export function handleAsyncMsgFromRust(ui8: Uint8Array): void {
// If a the buffer is empty, recv() on the native side timed out and we
// did not receive a message.
if (ui8 && ui8.length) {
const bb = new flatbuffers.ByteBuffer(ui8);
const base = msg.Base.getRootAsBase(bb);
const cmdId = base.cmdId();
const promise = promiseTable.get(cmdId);
util.assert(promise != null, `Expecting promise in table. ${cmdId}`);
promiseTable.delete(cmdId);
const err = errors.maybeError(base);
if (err != null) {
promise!.reject(err);
} else {
promise!.resolve(base);
}
}
// Fire timers that have become runnable.
fireTimers();
}
從代碼handleAsyncMsgFromRust方法的實現(xiàn)中可以知道，首先通過flatbuffer反序列化返回的結(jié)果，然后獲取返回結(jié)果的cmdId，根據(jù)cmdId獲取之前創(chuàng)建的promise對象，然后調(diào)用promise.resolve方法觸發(fā)promise.then中的代碼執(zhí)行。
結(jié)尾
~下節(jié)講一下deno中import的實現(xiàn)~
