nodejs处理tcp连接的核心流程
前几天和一个小伙伴交流了一下nodejs中epoll和处理请求的一些知识,今天简单来聊一下nodejs处理请求的逻辑。我们从listen函数开始。
intuv_tcp_listen(uv_tcp_t*tcp,intbacklog,uv_connection_cbcb){ //设置处理的请求的策略,见下面的分析 if(single_accept==-1){ constchar*val=getenv("UV_TCP_SINGLE_ACCEPT"); single_accept=(val!=NULL&&atoi(val)!=0);/*Offbydefault.*/ } if(single_accept) tcp->flags|=UV_HANDLE_TCP_SINGLE_ACCEPT; //执行bind或设置标记 err=maybe_new_socket(tcp,AF_INET,flags); //开始监听 if(listen(tcp->io_watcher.fd,backlog)) returnUV__ERR(errno); //设置回调 tcp->connection_cb=cb; tcp->flags|=UV_HANDLE_BOUND; //设置io观察者的回调,由epoll监听到连接到来时执行 tcp->io_watcher.cb=uv__server_io; //插入观察者队列,这时候还没有增加到epoll,pollio阶段再遍历观察者队列进行处理(epoll_ctl) uv__io_start(tcp->loop,&tcp->io_watcher,POLLIN); return0; }
我们看到,当我们createServer的时候,到Libuv层就是传统的网络编程的逻辑。这时候我们的服务就启动了。在pollio阶段,我们的监听型的文件描述符和上下文(感兴趣的事件、回调等)就会注册到epoll中。正常来说就阻塞在epoll。那么这时候有一个tcp连接到来,会怎样呢?epoll首先遍历触发了事件的fd,然后执行fd上下文中的回调,即uvserver_io。我们看看uvserver_io。
voiduv__server_io(uv_loop_t*loop,uv__io_t*w,unsignedintevents){ //循环处理,uv__stream_fd(stream)为服务器对应的fd while(uv__stream_fd(stream)!=-1){ //通过accept拿到和客户端通信的fd,我们看到这个fd和服务器的fd是不一样的 err=uv__accept(uv__stream_fd(stream)); //uv__stream_fd(stream)对应的fd是非阻塞的,返回这个错说明没有连接可用accept了,直接返回 if(err<0){ if(err==UV_EAGAIN||err==UV__ERR(EWOULDBLOCK)) return; } //记录下来 stream->accepted_fd=err; //执行回调 stream->connection_cb(stream,0); /* stream->accepted_fd为-1说明在回调connection_cb里已经消费了accepted_fd, 否则先注销服务器在epoll中的fd的读事件,等待消费后再注册,即不再处理请求了 */ if(stream->accepted_fd!=-1){ uv__io_stop(loop,&stream->io_watcher,POLLIN); return; } /* ok,accepted_fd已经被消费了,我们是否还要继续accept新的fd, 如果设置了UV_HANDLE_TCP_SINGLE_ACCEPT,表示每次只处理一个连接,然后 睡眠一会,给机会给其他进程accept(多进程架构时)。如果不是多进程架构,又设置这个, 就会导致处理连接被延迟了一下 */ if(stream->type==UV_TCP&& (stream->flags&UV_HANDLE_TCP_SINGLE_ACCEPT)){ structtimespectimeout={0,1}; nanosleep(&timeout,NULL); } } }
从uv__server_io,我们知道Libuv在一个循环中不断accept新的fd,然后执行回调,正常来说,回调会消费fd,如此循环,直到没有连接可处理了。接下来,我们重点看看回调里是如何消费fd的,大量的循环会不会消耗过多时间导致Libuv的事件循环被阻塞一会。tcp的回调是c++层的OnConnection。
//有连接时触发的回调 templatevoidConnectionWrap ::OnConnection(uv_stream_t*handle, intstatus){ //拿到Libuv结构体对应的c++层对象 WrapType*wrap_data=static_cast (handle->data); CHECK_EQ(&wrap_data->handle_,reinterpret_cast (handle)); Environment*env=wrap_data->env(); HandleScopehandle_scope(env->isolate()); Context::Scopecontext_scope(env->context()); //和客户端通信的对象 Local client_handle; if(status==0){ //Instantiatetheclientjavascriptobjectandhandle. //新建一个js层使用对象 Local
代码看起来很复杂,我们只需要关注uv_accept。uv_accept的参数,第一个是服务器对应的handle,第二个是表示和客户端通信的对象。
intuv_accept(uv_stream_t*server,uv_stream_t*client){ interr; switch(client->type){ caseUV_NAMED_PIPE: caseUV_TCP: //把fd设置到client中 err=uv__stream_open(client, server->accepted_fd, UV_HANDLE_READABLE|UV_HANDLE_WRITABLE); break; //... } client->flags|=UV_HANDLE_BOUND; //标记已经消费了fd server->accepted_fd=-1; returnerr; }
uv_accept主要就是两个逻辑,把和客户端通信的fd设置到client中,并标记已经消费,从而驱动刚才讲的while循环继续执行。对于上层来说,就是拿到了一个和客户端的对象,在Libuv层是结构体,在c++层是一个c++对象,在js层是一个js对象,他们三个是一层层封装且关联起来的,最核心的是Libuv的client结构体中的fd,这是和客户端通信的底层门票。最后回调js层,那就是执行net.js的onconnection。onconnection又封装了一个Socket对象用于表示和客户端通信,他持有c++层的对象,c++层对象又持有Libuv的结构体,Libuv结构体又持有fd。
constsocket=newSocket({ handle:clientHandle, allowHalfOpen:self.allowHalfOpen, pauseOnCreate:self.pauseOnConnect, readable:true, writable:true });
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