Blog / Programming / 16. Уроки Node.js. Событийный цикл, библиотека libUV. Часть 1.

16. Уроки Node.js. Событийный цикл, библиотека libUV. Часть 1.

By Pavel Bragin 8,727 October 3, 2016

Category:

Всем привет. Если вы привыкли глубоко вникать в происходящее, то эта статья для вас. Здесь мы разберем те вопросы, которые рано или поздно обязательно возникнут при разработке, и ответа на которые требует глубокого понимания, как именно работает Node.js. Например, здесь (serverAsync.js смотрите файлы нашего предыдущего урока) для чтения файла использован асинхронный вызов:

 fs.readFile('index.html', function(err, info) {
            if(err) {
                console.error(err);
                res.statusCode = 500;
                res.end("A server error occurred ");
                return
            }

            res.end("info");
        });

fs.readFile('index.html', function(err, info) {

if(err) {

console.error(err);

res.statusCode = 500;

res.end("A server error occurred ");

return

}

res.end("info");

});

Но любые ли операции можно сделать асинхронными? Насколько действительно опасны асинхронные вызовы и что делать, если асинхронная операция есть, и избежать ее никак нельзя? Как снизить ее вредный эффект? Что происходит с теми запросами, которые приходят, пока интерпретатор занят? Например, если здесь (serverSync.js) есть синхронные файлы:

info = fs.readFileSync('index.html');

1	info = fs.readFileSync('index.html');

и пришло 10 клиентов. Получают ли они отказ в обслуживании? Или выстраивается очередь из них? Ответы на эти и многие другие вопросы Вы получите во время чтения этой статьи.

Для того, чтобы глубже понимать происходящее, познакомимся с библиотекой libUV. К этой библиотеке не надо обращаться каким-то явным образом. Она написана на языке С и встроена в сервер Node.js. Библиотека libUV отвечает за две принципиально важные вещи. Первое – это кроссплатформенные операции ввода-вывода, работа с файлами, работа с сетью. Мы через JavaScript даем команду Node.js просчитать какой-то файл или отправить данные по сети. А Node.js чтобы это сделать уже внутри себя использует библиотеку libUV. Таким образом, libUV отвечает за кроссплатформенную реализацию этих функций. Именно она уже знает, как работать с Windows, Linux и т.д.

Вторая область ответственности libUV это поддержка основного событийного цикла Node.js. Оказывается, когда мы запускаем какой-то скрипт, то он запускается в режиме цикла. Этот цикл чередует выполнение JavaScript, который обеспечивается виртуальной машиной V8 с ожиданием различных событий: ввода-вывода, срабатыванием таймеров, за которые также отвечает библиотека libUV. Этот цикл будет продолжаться до тех пор, пока возможно появление каких-то новых событий, ввода-вывода или таймера, которые нужно будет обработать.

Для примера разберем, что происходит при запуске вот такого сервера:

var http = require('http');
var fs = require('fs');

var server = new http.Server();

    server.on('request', function(req, info) {

    if (req.url == '/') {

        fs.readFile('index.html', function(err, info) {
            if(err) {
                console.error(err);
                res.statusCode = 500;
                res.end("A server error occurred ");
                return
            }

            res.end("info");
        });

    } else { /*404 */ }
});

server.listen(3000);

var http = require('http');

var fs = require('fs');

var server = new http.Server();

server.on('request', function(req, info) {

if (req.url == '/') {

fs.readFile('index.html', function(err, info) {

if(err) {

console.error(err);

res.statusCode = 500;

res.end("A server error occurred ");

return

}

res.end("info");

});

} else { /*404 */ }

});

server.listen(3000);

Вначале срабатывает JavaScript. Он подключает модули:

var http = require('http');  
var fs = require('fs');

1 2	var http = require('http'); var fs = require('fs');

Создает объект:

var server = new http.Server();

1	var server = new http.Server();

Вешает обработчик:

server.on('request', function(err, info) {

1	server.on('request', function(err, info) {

То, что внутри этой функции, пока неважно, обработчик пока еще не сработал. Последняя строчка – это вызов команды listen.

server.listen(3000);

1	server.listen(3000);

Это команда работы с сетевыми соединениями.

Она, попадая в Node.js, проходит через его С++ код, превращается в вызов внутреннего метода TCPWrap::listen. Этот внутренний метод уже вызывает библиотеку libUV, а именно, ее метод uv__listen, который как раз осуществляет всю работу. Он, в зависимости от операционной системы, вешает обработчик соединений на данный порт. К примеру для unix-системы используется системный вызов listen. Таким образом, libUV назначила обработчик, на соединение, на этот порт.

Этот обработчик, или в терминах libUV он называется watcher, является внутренним, то есть, мы к нему доступа не имеем. Это именно libUV его поставила, и когда что-то произойдет, например, когда придет новое соединение, то watcher сработает, вызовет соответствующие методы libUV, Node.js и, скорее всего, в конечном счете, даст нам какое-нибудь событие, например, connection. Но это все будет потом. А пока что listen просто повесила обработчик. Результат этого действия поднимается вверх по цепочке. Если все хорошо, то это приводит к событию listening в JavaScript. Если обработчик повесить не удалось, то error.