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資訊專欄INFORMATION COLUMN

【譯】node js event loop part 1.1

macg0406 / 3078人閱讀

原文

先說(shuō)1.1總攬：

Reactor模式

Reactor模式中的協(xié)調(diào)機(jī)制Event Loop

Reactor模式中的事件分離器Event Demultiplexer

一些Event Demultiplexer處理不了的復(fù)雜I/O接口比如File I/O、DNS等

復(fù)雜I/O的解決方案

未完待續(xù)

前言

nodejs和其他編程平臺(tái)的區(qū)別在于如何去處理I/O接口，我們聽(tīng)一個(gè)人介紹nodejs，總是會(huì)說(shuō)是一個(gè)基于v8引擎，沒(méi)有堵塞，事件驅(qū)動(dòng)的語(yǔ)言，那這些又意味著什么呢？什么叫‘沒(méi)有堵塞’和‘事件驅(qū)動(dòng)’？所有的答案都在nodejs的核心——Event Loop。
在這一系列的帖子中，我們將一起去描述什么是Event Loop，它是如何工作的，它是如何影響我們的應(yīng)用的，如何充分的利用他甚至更多。為什么不用一篇代替一個(gè)系列的帖子呢，因?yàn)檫@樣的話，他就會(huì)變成一個(gè)很長(zhǎng)很長(zhǎng)的帖子，我會(huì)肯定會(huì)錯(cuò)過(guò)很多東西，因此我才把它寫(xiě)成一個(gè)系列，在第一篇帖子中，我將講述nodejs如何工作，如何通過(guò)I/O，他如何與其他平臺(tái)一起工作等。

Reactor Pattern

nodejs工作在一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)的模型中，這個(gè)模型涉及一個(gè)事件分離器和事件循環(huán)，所有的I/O請(qǐng)求最終將會(huì)生成一個(gè)事件完成、事件失敗或者喚醒其他事件的結(jié)果。這些事件將會(huì)根據(jù)以下規(guī)則做處理：

1.事件分離器收到I/O請(qǐng)求，之后將這些請(qǐng)求委托給相應(yīng)的硬件

2.曾經(jīng)被處理過(guò)的請(qǐng)求（比如來(lái)自可讀取文件的數(shù)據(jù)，來(lái)自可讀取接口的數(shù)據(jù)），事件分離器會(huì)為要進(jìn)行的特殊操作添加注冊(cè)回調(diào)程序。

3.如果事件可以在事件循環(huán)中被處理，那么將有序的被執(zhí)行，直到循環(huán)為空

4.如果沒(méi)有事件在事件循環(huán)中，或者事件分離器沒(méi)有添加任何請(qǐng)求，這個(gè) 程序?qū)⒈煌瓿?，否則，程序?qū)牡谝徊皆陂_(kāi)始，進(jìn)行循環(huán)操作。

這整個(gè)工程的協(xié)調(diào)機(jī)制我們叫做Event Loop

Event Loop其實(shí)是一個(gè)單線程的半無(wú)限循環(huán)，為什么會(huì)說(shuō)是半無(wú)限呢？因?yàn)樵跊](méi)有工作需要完成的時(shí)候程序會(huì)退出。從開(kāi)發(fā)者的角度來(lái)說(shuō)，這些是程序退出的點(diǎn)。

注意：不要把Event Loop和Event Emitter弄混淆,Event Emitter和這個(gè)機(jī)制完全是不同的概念，在最后一篇帖子，我會(huì)解釋Event Emitter是如何通過(guò)Event Loop影響事件的處理。

上面的圖是對(duì)NodeJs如何工作以及展示一種被叫做Reactor Pattern的主要組件的設(shè)計(jì)模式的高級(jí)概覽。
但是真正的復(fù)雜度遠(yuǎn)超于它，那它有多復(fù)雜呢？

Event demultiplexer不是一個(gè)在所有os平臺(tái)中解析所有I/O類型的單一組件。
Event queue在這里展示出來(lái)的不是一個(gè)單一的隊(duì)列，在其中所有類型的事件會(huì)在隊(duì)列中排隊(duì)或者從隊(duì)列中移除，并且I/O不是唯一一個(gè)要排隊(duì)的事件類型

讓我們繼續(xù)深挖

Event Demultiplexer

Event Demultiplexer并不是一個(gè)現(xiàn)實(shí)存在的組件，而是在reactor pattern中的一個(gè)抽象概念。

在現(xiàn)實(shí)中，Event Demultiplexer 在不同的系統(tǒng)中以不同的名字被實(shí)現(xiàn)，比如在linux中叫做epoll, 在MacOS中叫做kqueue，在Solaris中叫event post，在window系統(tǒng)下叫做IOCP等。

nodeJS可以使用Event Demultiplexer提供的底層非阻塞、異步硬件I/O功能。

Complexities in File I/O

但是令人苦惱的是，不是所有類型的I/O都可以使用Event Demultiplexer被執(zhí)行，甚至是在相同的操作系統(tǒng)中，支持不同類型的I/O也是很復(fù)雜的。

通常來(lái)說(shuō)，epoll, kqueue, event ports和IOCP可以使用非阻塞的方式執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)I/O。

但是文件I/O就復(fù)雜多了，某些系統(tǒng)，比如Linux不支持完全異步的方式去訪問(wèn)文件系統(tǒng)，在MacOS系統(tǒng)中文件系統(tǒng)對(duì)事件的發(fā)送和接收會(huì)有限制（你可以在這里了解更多）。

為了提供完全異步而去解決所有文件系統(tǒng)的復(fù)雜性是非常復(fù)雜的，幾乎是不可能的。

Complexities in DNS

和文件I/O一樣，由node API提供某些DNS的功能也存在一定的復(fù)雜性。

比如dns.lookup等Node DNS功能訪問(wèn)系統(tǒng)的一些配置文件，例如nsswitch.conf、resolv.conf和/etc/hosts。

上面描述的文件系統(tǒng)復(fù)雜性也適用于dns.resolve函數(shù)。

The solution?

因此，引入了一個(gè)線程池來(lái)支持I/O功能，這些功能不能由硬件異步I/O實(shí)用程序（如epoll / kqueue / event ports或IOCP）直接解決。

現(xiàn)在我們知道不是所有的I/O功能都可以在線程池中運(yùn)行。nodeJS已經(jīng)盡最大努力來(lái)使用非阻塞和硬件的異步I/O方式來(lái)完成大部分I/O功能，但是對(duì)于一些復(fù)雜的、阻塞的I/O還是通過(guò)引入一個(gè)線程池的方式來(lái)解決

未完待續(xù)

該篇先翻譯到這，有些地方翻譯的不好請(qǐng)指出，過(guò)幾天我會(huì)繼續(xù)出第二篇。

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