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深入V8引擎-默认Platform之mac篇(2)
阅读量:6806 次
发布时间:2019-06-26

本文共 8523 字,大约阅读时间需要 28 分钟。

先说结论,V8引擎初始化一个默认Platform,会创建一个线程池,而其中有个线程是用于处理类似于setTimeout的延时任务
  另外附一些图,包括继承树、关键属性归属、纯逻辑工作流程,对代码木得兴趣的看完图可以X掉了。
  上一篇讲了V8初始化默认Platform对象时会做三件事,其中生成空白DefaultPlatform、获取线程池大小已经讲过了,剩下线程启动相关的内容。
  写之前花了10几分钟学了下mac下C++的线程,对API有一个初步了解,给一个简单的例子,大概流程如下。
// V8源码中设置的stack_size 在测试demo中不好使const int stack_size = 1 * 1024 * 512;int tmp = 0;// 线程的任务 参数来源于创建时的第四个参数void* add(void* number){  tmp = tmp + *(int*)number;  printf("tmp: %i\n", tmp);  return nullptr;};int main(int argc, const char * argv[]) {  // 创建线程对象  pthread_t pt;  // 创建线程属性  pthread_attr_t attr;  memset(&attr, 0, sizeof(attr));  pthread_attr_init(&attr);  // 设置属性的size  pthread_attr_setstacksize(&attr, stack_size);  // 函数参数  int num = 5;  int* ptr = #  // 生成一个线程  // 参数列表参照各个变量  int ret = pthread_create(&pt, &attr, add, ptr);  if(ret != 0) printf("cannot create thread");  return 0;}复制代码
  通过几个步骤,就可以创建一条线程来处理任务,启动后的输出就懒得截图了,反正就是打印一个5。
  有了上面的例子,可以慢慢来看V8初始化时多线程的启动过程,首先是入门方法。
// 3void DefaultPlatform::EnsureBackgroundTaskRunnerInitialized() {  // 这里初始化DefaultPlatform的属性 需要加锁  base::MutexGuard guard(&lock_);  if (!worker_threads_task_runner_) {    worker_threads_task_runner_ =        // 3-2        std::make_shared
( thread_pool_size_, time_function_for_testing_ ? time_function_for_testing_ // 3-1 : DefaultTimeFunction); }}// 3-1double DefaultTimeFunction() { return base::TimeTicks::HighResolutionNow().ToInternalValue() / static_cast
(base::Time::kMicrosecondsPerSecond);}复制代码
  if中的worker_threads_task_runner是DefaultPlatform的私有属性,由于初始化时默认值为NULL,这里做一个定义赋值。第一个参数是在第二步获取的线程池大小,第二个参数是一个计数方法,默认引用之前Time模块里的东西,返回硬件时间戳,具体实现可以看我之前写的。
  接下来看DefaultWorkerThreadsTaskRunner类的构造函数,接受2个参数。
// 3-2// queue_ => DelayedTaskQueue::DelayedTaskQueue(TimeFunction time_function) : time_function_(time_function) {}DefaultWorkerThreadsTaskRunner::DefaultWorkerThreadsTaskRunner(    uint32_t thread_pool_size, TimeFunction time_function)    : queue_(time_function),      time_function_(time_function),      thread_pool_size_(thread_pool_size) {  for (uint32_t i = 0; i < thread_pool_size; ++i) {    // 3-3    thread_pool_.push_back(base::make_unique
(this)); }}复制代码
  用2个参数初始化了3个属性,并且根据size往线程池中添加线程,thread_pool_这个属性用vector在管理,push_back相当于JS的push,当成数组来理解就行了。
  添加的WorkerThread类是在DefaultWorkerThreadsTaskRunner里面的一个私有内部类,继承于Thread,单纯的用来管理线程。C++的this比较简单,没有JS那么多概念,就是一个指向当前对象的指针,来看一下线程类的构造函数。
// 3-3DefaultWorkerThreadsTaskRunner::WorkerThread::WorkerThread(DefaultWorkerThreadsTaskRunner* runner)    // 这里调用父类构造函数    : Thread(Options("V8 DefaultWorkerThreadsTaskRunner WorkerThread")),    // 这里初始化当前类属性      runner_(runner) {  // 3-4  Start();}复制代码
  这里同时调用了父类构造函数并初始化本身的属性,runner就是上面那个对象本身。这个构造函数长得比较奇怪,其中Options类是Thread的内部类,有一个接受一个类型为字符串的构造函数,而Thread的构造函数只接受Options类型,所以会这样,代码如下。
class Thread { public:  // Opaque data type for thread-local storage keys.  using LocalStorageKey = int32_t;  class Options {   public:    Options() : name_("v8:
"), stack_size_(0) {} explicit Options(const char* name, int stack_size = 0) : name_(name), stack_size_(stack_size) {} // ... }; // Create new thread. explicit Thread(const Options& options); // ...}复制代码
  可以简单理解这里给线程取了一个名字,在给Options命名的同时,其实也给Thread命名了,如下。
Thread::Thread(const Options& options)    : data_(new PlatformData),      stack_size_(options.stack_size()),      start_semaphore_(nullptr) {  if (stack_size_ > 0 && static_cast
(stack_size_) < PTHREAD_STACK_MIN) { stack_size_ = PTHREAD_STACK_MIN; } set_name(options.name());}class Thread {
// The thread name length is limited to 16 based on Linux's implementation of // prctl(). static const int kMaxThreadNameLength = 16; char name_[kMaxThreadNameLength];}void Thread::set_name(const char* name) { // 这里的长度被限制在16以内 strncpy(name_, name, sizeof(name_)); name_[sizeof(name_) - 1] = '\0';}复制代码
  看注释说,由于Linux的prctl方法限制了长度,所以这里的name也最多只能保存16位,而且C++的字符串的最后一位还要留给结束符,所以理论上传入Options的超长字符串
"V8 DefaultWorkerThreadsTaskRunner WorkerThread"只有前15位作为Thread的name保存下来了,也就是"V8 Defaultworke",非常戏剧性的把r给砍掉了。。。
  初始化完成后,会调用Start方法启动线程,这个方法并不需要子类实现,而是基类已经定义好了,保留关键代码如下。
// 3-4void Thread::Start() {  int result;  // 线程对象  pthread_attr_t attr;  memset(&attr, 0, sizeof(attr));  // 初始化线程对象  result = pthread_attr_init(&attr);  size_t stack_size = stack_size_;  if (stack_size == 0) {    stack_size = 1 * 1024 * 1024;  }  if (stack_size > 0) {    // 设置线程对象属性    result = pthread_attr_setstacksize(&attr, stack_size);  }  {    // 创建一个新线程    // 3-5    result = pthread_create(&data_->thread_, &attr, ThreadEntry, this);  }  // 摧毁线程对象  result = pthread_attr_destroy(&attr);}复制代码
  参照一下文章开始的demo,可以看出去掉了合法性检测和宏之后,在初始化和启动线程基本上V8的形式是一样的。
  简单总结一下,V8初始化了一个DefaultPlatform类,计算了一下可用线程池大小,生成了几条线程弄进线程池,而每条线程的任务就是那个ThreadEntry,这篇全部写完算了。
  这个方法贼麻烦。
// 3-5static void* ThreadEntry(void* arg) {  Thread* thread = reinterpret_cast
(arg); // We take the lock here to make sure that pthread_create finished first since // we don't know which thread will run first (the original thread or the new // one). { MutexGuard lock_guard(&thread->data()->thread_creation_mutex_); } // 3-6 SetThreadName(thread->name()); // 3-7 thread->NotifyStartedAndRun(); return nullptr;}复制代码
  由于线程任务的参数定义与返回值都是void*,这里直接做一个强转。随后会加一个线程锁,因为这几个线程在初始化的时候并不需要同时执行这个任务。执行的第一个方法虽然从名字来看只是简单的给线程设置名字,但是内容却不简单。  
  传入SetThreadName方法的参数是之前那个被截断的字符串,看一下这个方法。
// 3-6static void SetThreadName(const char* name) {  // pthread_setname_np is only available in 10.6 or later, so test  // for it at runtime.  int (*dynamic_pthread_setname_np)(const char*);  // 读取动态链接库  *reinterpret_cast
(&dynamic_pthread_setname_np) = dlsym(RTLD_DEFAULT, "pthread_setname_np"); if (dynamic_pthread_setname_np == nullptr) return; // Mac OS X does not expose the length limit of the name, so hardcode it. static const int kMaxNameLength = 63; // 从读取到的方法处理name dynamic_pthread_setname_np(name);}复制代码
  里面用了一个很玄的api的叫dlsym,官方解释如下。
The function dlsym() takes a "handle" of a dynamic library returned by dlopen() and the null-terminated symbol name, returning the address where that symbol is loaded into memory.
  大概就是根据句柄读取一个动态链接库,名字就是那个字符串,返回其在内存中的地址,所以这块的调试全是机器码,根本看不懂,最后返回的一个函数。
  知道这是个函数就行了,至于怎么设置线程名字我也不太想知道。
  第二步的方法名就是运行线程的任务,调用链比较长,会来回在几个类之间穿梭,调用各自属性的方法。
// 3-7void NotifyStartedAndRun() {  if (start_semaphore_) start_semaphore_->Signal();  // 3-8  Run();}// 3-8void DefaultWorkerThreadsTaskRunner::WorkerThread::Run() {  runner_->single_worker_thread_id_.store(base::OS::GetCurrentThreadId(), std::memory_order_relaxed);  // 3-9  while (std::unique_ptr
task = runner_->GetNext()) { // 每一个task会实现自己的run函数 task->Run(); }}// 3-9std::unique_ptr
DefaultWorkerThreadsTaskRunner::GetNext() { // 3-10 return queue_.GetNext();}复制代码
  不理清楚,这个地方真的很麻烦,绕得很,可以看顶部的继承图。总之,最后调用的是DefaultWorkerThreadsTaskRunner类上一个类型为DelayedTaskQueue类的GetNext方法,返回类型是Task类,V8只是简单定义了一个基类,实际运行时的所以task都需要继承这个类并实现其Run方法以便线程执行。
  最后的最后,GetNext的逻辑其实可以参考libuv的逻辑,机制都大同小异,方法的源码如下。
// 3-10std::unique_ptr
DelayedTaskQueue::GetNext() { base::MutexGuard guard(&lock_); for (;;) { /** * 这一片内容完全可以参考libuv事件轮询的前两步 * 1、从DelayQueue队列中依次取出超过指定时间的task * 2、将所有超时的task放到task_queue_队列中 * 3、从task_queue_中将task依次取出并返回 * 4、外部会调用task的Run方法并重复调用该函数 */ double now = MonotonicallyIncreasingTime(); std::unique_ptr
task = PopTaskFromDelayedQueue(now); while (task) { task_queue_.push(std::move(task)); task = PopTaskFromDelayedQueue(now); } if (!task_queue_.empty()) { std::unique_ptr
result = std::move(task_queue_.front()); task_queue_.pop(); return result; } if (terminated_) { queues_condition_var_.NotifyAll(); return nullptr; } /** * 1、当task_queue_队列没有task需要处理 但是delay_task_queue_有待处理task * 这里会计算当前队列中延迟task中最近的触发时间 等待对应的时间再次触发 * 2、当两个队列都没有需要的事件 * 线程会直接休眠等待唤醒 */ if (task_queue_.empty() && !delayed_task_queue_.empty()) { double wait_in_seconds = delayed_task_queue_.begin()->first - now; base::TimeDelta wait_delta = base::TimeDelta::FromMicroseconds(base::TimeConstants::kMicrosecondsPerSecond * wait_in_seconds); bool notified = queues_condition_var_.WaitFor(&lock_, wait_delta); USE(notified); } else { queues_condition_var_.Wait(&lock_); } }}复制代码
  哎……V8引擎不过如此。

转载于:https://juejin.im/post/5cf68479f265da1b8f1aae8c

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