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nodejs 异步之 Timer Tick; 篇

时间:2015-06-27 15:27 来源:网络整理 作者:KKWL 点击:
你可以在浏览器的控制台监测window 对象 ,或查看chromium 的实现 : 在nodejs ,当然也要实现自己的Timer ,在nodejs 的src 目录下,timer.h/cc 是对 libev 中的 ev_timer 进行了一层浅包装,在src/no



你可以在浏览器的控制台监测window 对象 ,或查看chromium 的实现 :


在nodejs ,当然也要实现自己的Timer ,在nodejs 的src 目录下,timer.h/cc 是对 libev 中的 ev_timer 进行了一层浅包装,在src/node.js 文件中,把这组函数放置于全局范围中(相当于浏览器中window)
startup.globalTimeouts = function() {
global.setTimeout = function() {
var t = NativeModule.require('timers');
return t.setTimeout.apply(this, arguments);
};
global.setInterval = function() {
var t = NativeModule.require('timers');
return t.setInterval.apply(this, arguments);
};
...
通过我们对libev的分析,我们已经知道,在libev中队timer的 添加/删除/更新 操作都是 O(lg(n)) ,
(libev 分析 ?p=2489)

但其实在我们的日常开发中,以网络套接字为例,我们往往会对其设置timeout,即如果一段时间(120s 或 60s)此套接字没有活动事件发生,我们就关闭它(这种技巧非常重要,否则由于一些内部或外部的原因,很容易出现描述符占用过多的现象),注意到,我们的超时时间是一个统一的值,这时候,我们可以采用如下算法:(lib/_linklist.js 真实实现)



当我们在不同的时刻多次 调用 setTimeout(fn ,1000) 时,我们把所有的这些事件仅由一个timer 来管理, 这些事件被放到一个双向链表中,其顺序自然而然的就是按时间来排序的,当某一时刻,timer 触发时,会依次的从prev链表头中取出节点,进行检查, 如果超时则触发...
(参见lib/timer_legacy.js 由于libev无法在windows上 很好的工作,所以nodejs项目组又对libev,libeio 作了一层封装 ,称为libuv, 使用了传统的方法文件以_legacy 结尾,使用了libuv 的以_uv 结尾,如net_legacy.js ,net_uv.js ,timers_legacy.js  ,timers_uv.js 等,)

当我们需要更改某异步事件时,比如,我们添加超时控制的socket上发生了read/ write 事件,这时候,我们需要重新reset 计时,我们仅需要把这个事件从链表中转移到链表尾部即可
(参见 lib/net_legacy.js)

删除时的情况与此类似,所以在此场景下,仅耗费一个ev_timer ,而我们的所有异步事件的添加/删除/更新 都是 O(1) 复杂度.

注意,在lib/timer_*.js  中,当超时值<= 0 时是不做优化的,
exports.exports.setTimeout = function(callback, after) {
if (after <= 0) {
// Use the slow case for after == 0
timer = new Timer();
timer.ontimeout = callback;
else{
...
}
同时setInterval 函数也是没做优化的.

nextTick :

nextTick是个很有意思的东西,它其实是一个prepare watcher 来实现的,在libev中的event loop 的每次迭代,在nodejs 中就叫做 “Tick” ,而在libev 中,支持prepare watcher ,它在每次迭代开始时触发  ,在src/node.cc 中 我们看到类似代码(v4.9为例):
ev_prepare_init(&node::prepare_tick_watcher, node::PrepareTick);
ev_prepare_start(EV_DEFAULT_UC_ &node::prepare_tick_watcher);
ev_unref(EV_DEFAULT_UC);
在函数 PrepareTick 中 会调用一个回调函数,此函数 _tickCallback 在 src/node.js 中:
startup.processNextTick =function() {
var nextTickQueue = [];
process._tickCallback = function() {
...
}
process.nextTick = function(callback) {
nextTickQueue.push(callback);
process._needTickCallback();
};
};
当我们调用API  process.nextTick 时,其实就是向nextTickQueue  这个闭包队列中添加一个函数,当下次事件循环开始时,会自动触发prepare_tick_watcher ,调用我们设定的函数。
注意,上面有个问题,那就是如果没有机会进行下次事件循环,比如,此时没有实质性的watcher可供监测了,这时事件循环就会退出 ,为了避免着这种情况, nextTick  函数中会调用一次 process._needTickCallback() ,这个函数会使tick_spinner (一个idle watcher)处于活跃状态 , 来防止事件循环的退出。

由nextTick 原理我们可知,当我们添加一个待处理事件时,其复杂度为O(1) ,但如果你用setTimeout(fn ,0) 的话,如我们在libev分析中所讲,其一进一出均为 O(lg(n)) , 所以nodejs官方文档讲 :
On the next loop around the event loop call this callback. This is not a simple alias to setTimeout(fn, 0), it's much more efficient.
nextTick 确实高效的多,诚不我欺也!

小节:
通过以上分析 ,我们至少得出2条粗浅的结论:
#1  如果可能的话,调用setTimeout时,尽量使用相同的超时值
#2  尽量用process.nextTick 来代替 setTimeout(fn ,0)

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