Libuv 源码分析之时间回路迭代机制初探

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前言

libuv 是一个跨平台的异步 I/O 库，广泛应用于 Node.js 和许多其他网络应用程序。它提供了丰富的事件处理机制，使得开发人员能够编写高性能、可伸缩的网络程序。本文将重点分析 libuv 源码中与事件循环相关的三个句柄类型：idle、prepare 和 check。通过对这些句柄的深入研究，我们将对 libuv 的工作原理有更深入的了解。

idle 句柄

idle 句柄用于在事件循环的 idle 阶段执行回调函数。idle 阶段是事件循环的最后一个阶段，在该阶段，事件循环会处理所有待处理的 idle 句柄。idle 句柄通常用于执行一些轻量级的任务，例如更新 UI 或执行一些定时任务。

在 libuv 源码中，idle 句柄的实现位于 src/unix/core.c 文件中。idle 句柄的数据结构定义如下：

struct uv_idle_t {
  uv_handle_t handle;
  uv_idle_cb idle_cb;
};

其中，handle 字段是所有 libuv 句柄共有的字段，用于标识句柄的类型和状态。idle_cb 字段是指向 idle 回调函数的指针。

idle 句柄的创建过程如下：

int uv_idle_init(uv_loop_t* loop, uv_idle_t* handle) {
  uv__handle_init(loop, (uv_handle_t*)handle, UV_IDLE);
  return 0;
}

在 uv_idle_init() 函数中，首先调用 uv__handle_init() 函数来初始化句柄的通用字段。然后，将句柄的类型设置为 UV_IDLE，表示这是一个 idle 句柄。

idle 句柄的启动过程如下：

int uv_idle_start(uv_idle_t* handle, uv_idle_cb cb) {
  if (uv__is_active(handle)) {
    return -EINVAL;
  }

  handle->idle_cb = cb;
  uv__handle_start(handle);
  return 0;
}

在 uv_idle_start() 函数中，首先检查句柄是否已经处于活动状态。如果句柄已经处于活动状态，则返回错误。然后，将回调函数指针存储在句柄的 idle_cb 字段中。最后，调用 uv__handle_start() 函数来启动句柄。

idle 句柄的停止过程如下：

int uv_idle_stop(uv_idle_t* handle) {
  if (!uv__is_active(handle)) {
    return -EINVAL;
  }

  uv__handle_stop(handle);
  return 0;
}

在 uv_idle_stop() 函数中，首先检查句柄是否处于活动状态。如果句柄不处于活动状态，则返回错误。然后，调用 uv__handle_stop() 函数来停止句柄。

prepare 句柄

prepare 句柄用于在事件循环的 prepare 阶段执行回调函数。prepare 阶段是事件循环的第一个阶段，在该阶段，事件循环会处理所有待处理的 prepare 句柄。prepare 句柄通常用于执行一些准备工作，例如初始化数据结构或打开文件。

在 libuv 源码中，prepare 句柄的实现位于 src/unix/core.c 文件中。prepare 句柄的数据结构定义如下：

struct uv_prepare_t {
  uv_handle_t handle;
  uv_prepare_cb prepare_cb;
};

其中，handle 字段是所有 libuv 句柄共有的字段，用于标识句柄的类型和状态。prepare_cb 字段是指向 prepare 回调函数的指针。

prepare 句柄的创建过程如下：

int uv_prepare_init(uv_loop_t* loop, uv_prepare_t* handle) {
  uv__handle_init(loop, (uv_handle_t*)handle, UV_PREPARE);
  return 0;
}

在 uv_prepare_init() 函数中，首先调用 uv__handle_init() 函数来初始化句柄的通用字段。然后，将句柄的类型设置为 UV_PREPARE，表示这是一个 prepare 句柄。

prepare 句柄的启动过程如下：

int uv_prepare_start(uv_prepare_t* handle, uv_prepare_cb cb) {
  if (uv__is_active(handle)) {
    return -EINVAL;
  }

  handle->prepare_cb = cb;
  uv__handle_start(handle);
  return 0;
}

在 uv_prepare_start() 函数中，首先检查句柄是否已经处于活动状态。如果句柄已经处于活动状态，则返回错误。然后，将回调函数指针存储在句柄的 prepare_cb 字段中。最后，调用 uv__handle_start() 函数来启动句柄。

prepare 句柄的停止过程如下：

int uv_prepare_stop(uv_prepare_t* handle) {
  if (!uv__is_active(handle)) {
    return -EINVAL;
  }

  uv__handle_stop(handle);
  return 0;
}

在 uv_prepare_stop() 函数中，首先检查句柄是否处于活动状态。如果句柄不处于活动状态，则返回错误。然后，调用 uv__handle_stop() 函数来停止句柄。

check 句柄

check 句柄用于在事件循环的 check 阶段执行回调函数。check 阶段是事件循环的第二个阶段，在该阶段，事件循环会处理所有待处理的 check 句柄。check 句柄通常用于执行一些定时检查任务，例如检查文件是否发生变化或检查网络连接是否正常。

在 libuv 源码中，check 句柄的实现位于 src/unix/core.c 文件中。check 句柄的数据结构定义如下：

struct uv_check_t {
  uv_handle_t handle;
  uv_check_cb check_cb;
};

其中，handle 字段是所有 libuv 句柄共有的字段，用于标识句柄的类型和状态。check_cb 字段是指向 check 回调函数的指针。

check 句柄的创建过程如下：

int uv_check_init(uv_loop_t* loop, uv_check_t* handle) {
  uv__handle_init(loop, (uv_handle_t*)handle, UV_CHECK);
  return 0;
}

在 uv_check_init() 函数中，首先调用 uv__handle_init() 函数来初始化句柄的通用字段。然后，将句柄的类型设置为 UV_CHECK，表示这是一个 check 句柄。

check 句柄的启动过程如下：

int uv_check_start(uv_check_t* handle, uv_check_cb cb) {
  if (uv__is_active(handle)) {
    return -EINVAL;
  }

  handle->check_cb = cb;
  uv__handle_start(handle);
  return 0;
}

在 uv_check_start() 函数中，首先检查句柄是否已经处于活动状态。如果句柄已经处于活动状态，则返回错误。然后，将回调函数指针存储在句柄的 check_cb 字段中。最后，调用 uv__handle_start() 函数来启动句柄。

check 句柄的停止过程如下：

int uv_check_stop(uv_check_t* handle) {
  if (!uv__is_active(handle)) {
    return -EINVAL;
  }

  uv__handle_stop(handle);
  return 0;
}

在 uv_check_stop() 函数中，首先检查句柄是否处于活动状态。如果句柄不处于活动状态，则