浅析libuv源码-node事件轮询解析(4)

　　这篇应该能结，简图如下。

　　上一篇讲到了uv__work_submit方法，接着写了。

void uv__work_submit(uv_loop_t* loop,
                     struct uv__work* w,
                     enum uv__work_kind kind,
                     void (*work)(struct uv__work* w),
                     void (*done)(struct uv__work* w, int status)) {
  // 上篇主要讲的这里 初始化线程池等
  uv_once(&once, init_once);
  w->loop = loop;
  w->work = work;
  w->done = done;
  post(&w->wq, kind);
}

　　从post开始。

static void post(QUEUE* q, enum uv__work_kind kind) {
  // 因为存在队列插入操作 需要加锁
  uv_mutex_lock(&mutex);
  if (kind == UV__WORK_SLOW_IO) {
    //跳...
  }

  QUEUE_INSERT_TAIL(&wq, q);
  // 如果有空闲线程 唤醒
  if (idle_threads > )
    uv_cond_signal(&cond);
  uv_mutex_unlock(&mutex);
}

　　wq就是上一篇讲的线程都会用到的那个队列，这里负责插入任务，worker中取出任务。

　　没想到post到这里没了，这点东西并到上一篇就好了。以后写这种系列博客还是先规划一下，不能边看源码边写……

　　函数到这里就断了，看似没有线索，实际上在上一节的worker方法中，还漏了一个地方。

static void worker(void* arg) {
  // ...
  for (;;) {
    // 这里调用内部fs方法处理任务
    w = QUEUE_DATA(q, struct uv__work, wq);
    w->work(w);

    uv_mutex_lock(&w->loop->wq_mutex);
    w->work = NULL;
    QUEUE_INSERT_TAIL(&w->loop->wq, &w->wq);
    // 这个是漏了的关键
    uv_async_send(&w->loop->wq_async);
    uv_mutex_unlock(&w->loop->wq_mutex);

    // ...
  }
}

　　每一条线程在每次处理完一条事务并将其插入工作队列wq后，都会调用一下这个uv_async_send方法，上一篇没讲这个。

　　这里的wq_async是一个在loop上面的变量，在轮询初始化的时候出现过，这里先不看。

　　uv_async_send这个方法又涉及到另外一个大模块，如下。

int uv_async_send(uv_async_t* handle) {
  // 错误处理...
  if (!uv__atomic_exchange_set(&handle->async_sent)) {
    POST_COMPLETION_FOR_REQ(loop, &handle->async_req);
  }

  return ;
}

// 将操作结果推到iocp上面
#define POST_COMPLETION_FOR_REQ(loop, req)                              \
  if (!PostQueuedCompletionStatus((loop)->iocp,                         \
                                  ,                                    \
                                  ,                                    \
                                  &((req)->u.io.overlapped))) {         \
    uv_fatal_error(GetLastError(), "PostQueuedCompletionStatus");       \
  }

　　这个地方说实话我并不是明白windows底层API的操作原理，IOCP这部分我没有去研究，只能从字面上去理解。

　　关于PostXXX方法官网解释如下：

Posts an I/O completion packet to an I/O completion port.

　　将一个I/O完成的数据打包到I/O完成的端口，翻译过来就是这样，个人理解上的话大概是把一个async_req丢到IOCP那里保存起来。

　　接下来终于可以回到事件轮询部分，点题了。

int uv_run(uv_loop_t *loop, uv_run_mode mode) {
  // ...

  while (r !=  && loop->stop_flag == ) {
    // ...
    // call pending callbacks
    ran_pending = uv_process_reqs(loop);
    // ...
    // poll for I/O
    if (pGetQueuedCompletionStatusEx)
      uv__poll(loop, timeout);
    else
      uv__poll_wine(loop, timeout);
    // ...
  }
  // ...
}

　　截取了剩下的poll for I/O、call pending callback，也就是剩下的两部分了。if判断不用管，只是一个方法兼容，最终的目的是一样的。

　　所以只看uv__poll部分。

static void uv__poll(uv_loop_t* loop, DWORD timeout) {
  // ...
  // 设定阻塞时间
  uint64_t timeout_time;
  timeout_time = loop->time + timeout;

  for (repeat = ; ; repeat++) {
    success = GetQueuedCompletionStatusEx(loop->iocp,
                                          overlappeds,
                                          ARRAY_SIZE(overlappeds),
                                          &count,
                                          timeout,
                                          FALSE);

    if (success) {
      for (i = ; i < count; i++) {
        if (overlappeds[i].lpOverlapped) {
          req = uv_overlapped_to_req(overlappeds[i].lpOverlapped);
          uv_insert_pending_req(loop, req);
        }
      }
      uv_update_time(loop);
    } else if (GetLastError() != WAIT_TIMEOUT) {
      // ...
    } else if (timeout > ) {
      // 超时处理...
    }
    break;
  }
}

　　这里的GetQueueXXX方法与之前的PostQueueXXX正好是一对方法，都是基于IOCP，一个是存储，一个是取出。

　　遍历操作就很容易懂了，取出数据后，一个个的塞到pending callback的队列中。

　　把uv_insert_pending_req、uv_process_reqs两个方法结合起来看。

INLINE static void uv_insert_pending_req(uv_loop_t* loop, uv_req_t* req) {
  req->next_req = NULL;
  // 插入到pending_reqs_tail上
  if (loop->pending_reqs_tail) {
    // DEBUG...

    req->next_req = loop->pending_reqs_tail->next_req;
    loop->pending_reqs_tail->next_req = req;
    loop->pending_reqs_tail = req;
  } else {
    req->next_req = req;
    loop->pending_reqs_tail = req;
  }
}

INLINE static int uv_process_reqs(uv_loop_t* loop) {
  // ...

  // 处理pending_reqs_tail
  first = loop->pending_reqs_tail->next_req;
  next = first;
  loop->pending_reqs_tail = NULL;

  while (next != NULL) {
    req = next;
    next = req->next_req != first ? req->next_req : NULL;

    switch (req->type) {
      // handle各类req...
    }
  }

  return ;
}

　　就这样，完美的把poll for I/O与call pending callback两块内容连接到了一起，也同时理解了一个异步I/O操作是如何在node内部被处理的。

　　最后还是剩一个尾巴，就是丢到IOCP的那个async_req怎么回事？这个变量在轮询的初始化方法中出现，如下。

typedef struct uv_loop_s uv_loop_t;

struct uv_loop_s {
  // ...
  UV_LOOP_PRIVATE_FIELDS
};

#define UV_LOOP_PRIVATE_FIELDS                                                \
  // 其余变量
  uv_async_t wq_async;

// uv__word_done是这个handle的回调函数
int uv_loop_init(uv_loop_t* loop) {
  // ...
  err = uv_async_init(loop, &loop->wq_async, uv__work_done);
  // ...
}

// 第一篇中演示过handle的初始化和运行 很常规的init、start两步
int uv_async_init(uv_loop_t* loop, uv_async_t* handle, uv_async_cb async_cb) {
  uv_req_t* req;

  uv__handle_init(loop, (uv_handle_t*) handle, UV_ASYNC);
  handle->async_sent = ;
  handle->async_cb = async_cb;

  req = &handle->async_req;
  UV_REQ_INIT(req, UV_WAKEUP);
  req->data = handle;

  uv__handle_start(handle);

  return ;
}

# define UV_REQ_INIT(req, typ)                                                \
  do {                                                                        \
    (req)->type = (typ);                                                      \
  }                                                                           \
  while ()

　　从代码里面可以知道，loop上本身带有一个uv_async_t的变量wq_async，初始化后有四个属性。其中需要注意，这个类型的type被设置为UV_WAKEUP。

　　再回到uv_process_reqs中，处理从IOCP取出的req那块。

INLINE static int uv_process_reqs(uv_loop_t* loop) {
  // ...

  while (next != NULL) {
    // ...
    switch (req->type) {
      // ...
      case UV_WAKEUP:
        uv_process_async_wakeup_req(loop, (uv_async_t*) req->data, req);
        break;
      // ...
    }
  }

  return ;
}

　　我们找到了处理UV_WAKEUP的case，参数参考上面那个初始化的代码也很容易得知，req->data就是loop初始化的那个handle，req是那个async_req。

　　方法代码如下。

void uv_process_async_wakeup_req(uv_loop_t* loop, uv_async_t* handle, uv_req_t* req) {
  // 丢进IOCP的时候被设置为1了 具体在uv_async_send的uv__atomic_exchange_set方法中
  handle->async_sent = ;
  if (handle->flags & UV_HANDLE_CLOSING) {
    uv_want_endgame(loop, (uv_handle_t*)handle);
  } else if (handle->async_cb != NULL) {
    // 进的else分支
    handle->async_cb(handle);
  }
}

　　这里的async_cb也是初始化就定义了，实际函数名是uv__work_done。

void uv__work_done(uv_async_t* handle) {
  // ...

  loop = container_of(handle, uv_loop_t, wq_async);
  uv_mutex_lock(&loop->wq_mutex);
  // 还是那个熟悉的队列
  QUEUE_MOVE(&loop->wq, &wq);
  uv_mutex_unlock(&loop->wq_mutex);

  while (!QUEUE_EMPTY(&wq)) {
    // ...
    w->done(w, err);
  }
}

　　这个done，就是用户从JS传过去的callback……

　　也就是说call pending callback实际上是调用用户传过来的callback，第二篇的图其实是有问题的，系列完结撒花！