Node.js源码解读-EventLoop

Posted 2020-11-24 刘继新

　之前断断续续开发过一些Node.js的项目，但只仅限于使用它实现一些功能，没有过多对底层深入的研究。现在因为公司大前端组内的服务端渲染直出、BFF(Backend For Frontend)等需求会越来越多，组内需要对服务端技术有更深刻的理解，如果对Node.js仅仅停留在如何写业务代码的层面，那恐怕是没有底气保证以后服务的稳定性。

　　本文会基于node-v12.13.0版本的源码，对核心模块代码做一些阅读和理解，以窥探Node.js服务高效的秘诀。在研究源码之前，首先带着几个疑问，看接下来是否能一一解开：

1. EventLoop的任务调度方式是什么样的？一次Loop取一个任务还是多个任务？
2. 主循环在没有任务处理的空闲时，如何休眠的？是像ios的runloop调用系统进程挂起吗？

　　事件循环的实现是属于libuv核心库的一部分，而在node项目中，他的位置是在deps/uv/src/目录下，打开core.c文件，其中的uv_run()就是主循环的入口函数，整个函数的实现也基本和官方文档给出的事件循环阶段一致。

源码

　当要写这篇博客的时候，实际上已经有很多介绍这些内容的文章了，所以本篇就直接略过一些loop阶段，直接讲最重要的：

1.计算超时时间

超时时间直接决定了poll阶段是阻塞还是非阻塞的直接执行，所以他决定着任务调度的实际执行时机和执行方式，主要实现在uv_backend_timeout()函数里

展开函数的实现：

int uv_backend_timeout(const uv_loop_t* loop) {
　　// loop将要停止时，返回0
  if (loop->stop_flag != 0)
    return 0;
　// 没有活跃的handles时，返回0
  if (!uv__has_active_handles(loop) && !uv__has_active_reqs(loop))
    return 0;
　// idle不为空时，返回0
  if (!QUEUE_EMPTY(&loop->idle_handles))
    return 0;
　// pending_queue(执行任务已完成待回调队列)不为空时，返回0
  if (!QUEUE_EMPTY(&loop->pending_queue))
    return 0;
　// closeing_handles不为空时，返回0
  if (loop->closing_handles)
    return 0;

  return uv__next_timeout(loop);
}

接下来是uv_next_timeout()这个函数，它是实现在deps/uv/src/time.c文件里：

int uv__next_timeout(const uv_loop_t* loop) {
  const struct heap_node* heap_node;
  const uv_timer_t* handle;
  uint64_t diff;

  heap_node = heap_min(timer_heap(loop));
　// timer队列为空时，返回-1（-1的含义在下面介绍）
  if (heap_node == NULL)
    return -1; /* block indefinitely */

  handle = container_of(heap_node, uv_timer_t, heap_node);
　// 如果timer超时了，返回0
  if (handle->timeout <= loop->time)
    return 0;

　// 将超时时间设为最早要超时的timer的所剩余时间
  diff = handle->timeout - loop->time;
  if (diff > INT_MAX)
    diff = INT_MAX;

  return (int) diff;
}

从上面的函数计算好的timeout将以参数的形式传入uv__io_poll()这个函数，这个函数内就是poll阶段的实现了，我已经迫不及待的要一探究竟了。uv__io_poll()依赖的操作系统提供的功能，具有平台相关性，所以不同的平台会有不同的实现，本文主要讨论linux-core.h这个文件，即linux平台的实现。

　　代码比较长我就不贴了，总之看完并理解下来，uv_io_poll就是对epoll的一个封装，但uv给我们提供了一个很值得思考和借鉴的方法，那就是timeout的使用，根据这个timeout来动态决定一次loop将要处理的任务量。

首选来解析一下epoll_pwait这个函数的作用

.....
......    
nfds = epoll_pwait(loop->backend_fd,
                       events,
                       ARRAY_SIZE(events),
                       timeout,
                       psigset);
......
......

 

所以从任务队列取并不是简单的只取一条，在这个超时时间内，可能会在一次loop的poll阶段完成多个任务，完成后会立即回调【阻塞式的完成】。

 

 （未完待续）