原文
先說1.1總攬:
Reactor模式
Reactor模式中的協調機制Event Loop
Reactor模式中的事件分離器Event Demultiplexer
一些Event Demultiplexer處理不了的復雜I/O接口比如File I/O、DNS等
復雜I/O的解決方案
未完待續
前言nodejs和其他編程平臺的區別在于如何去處理I/O接口,我們聽一個人介紹nodejs,總是會說是一個基于v8引擎,沒有堵塞,事件驅動的語言,那這些又意味著什么呢?什么叫‘沒有堵塞’和‘事件驅動’?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系列的帖子呢,因為這樣的話,他就會變成一個很長很長的帖子,我會肯定會錯過很多東西,因此我才把它寫成一個系列,在第一篇帖子中,我將講述nodejs如何工作,如何通過I/O,他如何與其他平臺一起工作等。
nodejs工作在一個事件驅動的模型中,這個模型涉及一個事件分離器和事件循環,所有的I/O請求最終將會生成一個事件完成、事件失敗或者喚醒其他事件的結果。這些事件將會根據以下規則做處理:
1.事件分離器收到I/O請求,之后將這些請求委托給相應的硬件
2.曾經被處理過的請求(比如來自可讀取文件的數據,來自可讀取接口的數據),事件分離器會為要進行的特殊操作添加注冊回調程序。
3.如果事件可以在事件循環中被處理,那么將有序的被執行,直到循環為空
4.如果沒有事件在事件循環中,或者事件分離器沒有添加任何請求,這個 程序將被完成,否則,程序將從第一步在開始,進行循環操作。
這整個工程的協調機制我們叫做Event Loop
Event Loop其實是一個單線程的半無限循環,為什么會說是半無限呢?因為在沒有工作需要完成的時候程序會退出。從開發者的角度來說,這些是程序退出的點。
注意:不要把Event Loop和Event Emitter弄混淆,Event Emitter和這個機制完全是不同的概念,在最后一篇帖子,我會解釋Event Emitter是如何通過Event Loop影響事件的處理。
上面的圖是對NodeJs如何工作以及展示一種被叫做Reactor Pattern的主要組件的設計模式的高級概覽。
但是真正的復雜度遠超于它,那它有多復雜呢?
Event demultiplexer不是一個在所有os平臺中解析所有I/O類型的單一組件。
Event queue在這里展示出來的不是一個單一的隊列,在其中所有類型的事件會在隊列中排隊或者從隊列中移除,并且I/O不是唯一一個要排隊的事件類型
讓我們繼續深挖
Event DemultiplexerEvent Demultiplexer并不是一個現實存在的組件,而是在reactor pattern中的一個抽象概念。
在現實中,Event Demultiplexer 在不同的系統中以不同的名字被實現,比如在linux中叫做epoll, 在MacOS中叫做kqueue,在Solaris中叫event post,在window系統下叫做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被執行,甚至是在相同的操作系統中,支持不同類型的I/O也是很復雜的。
通常來說,epoll, kqueue, event ports和IOCP可以使用非阻塞的方式執行網絡I/O。
但是文件I/O就復雜多了,某些系統,比如Linux不支持完全異步的方式去訪問文件系統,在MacOS系統中文件系統對事件的發送和接收會有限制(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的復雜性是非常復雜的,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雜性。
比如dns.lookup等Node DNS功能訪問系統的一些配置文件,例如nsswitch.conf、resolv.conf和/etc/hosts。
上面描述的文件系統復雜性也適用于dns.resolve函數。
The solution?因此,引入了一個線程池來支持I/O功能,這些功能不能由硬件異步I/O實用程序(如epoll / kqueue / event ports或IOCP)直接解決。
現在我們知道不是所有的I/O功能都可以在線程池中運行。nodeJS已經盡最大努力來使用非阻塞和硬件的異步I/O方式來完成大部分I/O功能,但是對于一些復雜的、阻塞的I/O還是通過引入一個線程池的方式來解決
未完待續該篇先翻譯到這,有些地方翻譯的不好請指出,過幾天我會繼續出第二篇。
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