node的事件機制

Faremax 發(fā)布于2019-08-20 14:34 / 2929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(nèi)核，從而允許執(zhí)行非阻塞的操作當操作完成時，內(nèi)核告知，合適的回調(diào)函數(shù)會被加入輪詢隊列，最終被執(zhí)行。結(jié)果長時間的運行回調(diào)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(nèi)核，從而允許node執(zhí)行非阻塞的io操作
當操作完成時，內(nèi)核告知node.js，合適的回調(diào)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(diào)用異步API，調(diào)度timers，或者調(diào)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(diào)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(diào)函數(shù)，直到隊列耗盡了，或者回調(diào)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(diào)度更多的操作，而且poll phase中新的事件由內(nèi)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(jié)果：長時間的運行回調(diào)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(diào)度的回調(diào)函數(shù)

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

idle, prepare：內(nèi)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(diào)函數(shù)會在這里調(diào)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(guān)閉

Phases in Detail（各階段細述） timers

timers指定閾值（threshold）之后，會執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，但threshold不是執(zhí)行回調(diào)函數(shù)的確切時間（只是最短時間）。
timers回調(diào)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(diào)度或者其他的回調(diào)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(diào)度，里面的回調(diào)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(diào)函數(shù)就回被加poll的隊列并且被執(zhí)行（執(zhí)行10s），當回調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)度，下面的事情會發(fā)生

poll不空，

通過回調(diào)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(diào)度，事件循環(huán)將會終止poll phase，到check phase去執(zhí)行那些被調(diào)度的腳本

等著回調(diào)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(diào)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(diào)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(yīng)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：

GPU云服務(wù)器云服務(wù)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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