そうだったのか！よくわかる process.nextTick() node.jsのイベントループを理解する

そうだったのか！よくわかる process.nextTick() Node.jsのイベントループを理解する IIJ 大津繁樹 (@jovi0608) 2012年6月28日東京Node学園6時限目

Nodeの歩み(参考）2007/10 libev公開 2010/08 nodejs_jp開始2008/05 libeio公開 2010/09 no.de開始2009/09 Google V8公開 2010/11 Joyent管轄へ2009/02 ry Node開発開始 2011/02 node-v0.4.0リリース2009/05 node-v0.0.1リリース 2011/03 東京Node学園#12009/06 nodejs ML開始 2011/10 東京Node学園祭2009/10 npm公開 2011/11 node-v0.6.0リリース2009/11 JSConf EU ry発表 2011/12 Azureサポート2010/04 Herokuサポート 2012/01 isaacs管理へ2010/08 node-v0.2.0リリース 2012/06 node-v0.8.0リリース

今日の話• Nodeのイベントループとは• process.nextTickとは• node-devでの大論争• 今後どうなる？• process.nextTickの正しい使い方おそらく世界初？のNode-v0.8ベースでイベントループを解説(libuvの大幅な変更に追随)(注：説明はLinuxが対象です。)

Nodeのイベントループとは、• Node の心臓イベントループが終了したら Node は死にます。

Nodeのイベントループの正体 Node が起動する時に uv_run() が呼ばれます。(src/node.cc:2910)https://github.com/joyent/node/blob/v0.8.0-release/deps/uv/src/unix/core.c#L265

イベントループが回り続けるにはアクティブな handle/req がなければイベントループが終了https://github.com/joyent/node/blob/v0.8.0-release/deps/uv/src/unix/core.c#L252-261

handle と req の違い• handle – I/O が発生してない時でもイベントループを維持 – （例) server.listen()• req – I/Oが発生している時だけイベントループを維持 – (例) http.get()

handle と req の種類 handle reqASYNC 非同期ジョブの操作 CONNECT stream接続CHECK ループの最後の操作 WRITE stream書き込みFS_EVENT ファイルイベント操作 SHUTDOWN stream停止FS_POLL statの問い合わせ操作 UDP_SEND udp 送信IDLE アイドルの時の操作 FS ファイル操作NAMED_PIPE 名前付きパイプの操作 WORK ワーカスレッドPOLL fdイベントの操作 GETADDRINFO アドレス情報取得PREPARE ループの最初の操作PROCESS プロセスの操作TCP TCPの操作後で見てTIMER タイマー操作おいて下TTYUDP TTYPの操作 UDPの操作さい。

実際のコードでは、（その１）var http = require(http); アクティブハンドルvar server = http.createServer(); 0 アクティブハンドルが無いからNode終了

実際のコードでは、（その２）var http = require(http);var server = http.createServer(); アクティブserver.listen(1234); ハンドル追加 (+1) アクティブハンドルが作成されNode は終了しない。実際は epoll wait (Linux)して

実際のコードでは、（その３）var http = require(http);var server = http.createServer();server.listen(1234, function() { アクティブ server.close(); ハンドル削除 (+1-1=0)});アクティブハンドルがすぐ無効化されるのでNode終了

イベントループの中身７つのステップ 1. 時刻更新 2. タイマー実行 3. アイドル実行 4. Prepare実行 5. I/Oイベント実行 (libev) 6. Check実行 7. ハンドル終了

Node-v0.8イベントループ概要終わり始まり setTimeout()nextTick() 1:時刻更新 7:ハンドル終了 6:run_check 2:run_timersコールバッイベントループ nextTick() ク一周(Tick) ユーザ 5:poll 3:run_idle プログラム 4:run_prepare libev+kernel epoll: Linux nextTick() kqueue: BSD event port: Solaris （注：ユーザプログラムは３： run_idle から始まる

イベントループを止めてはいけない！終わり始まり setTimeout() nextTick() 1:時刻更新 7:ハンドル終了 6:run_check 2:run_timers こんなコードはダメ！ while(1) コールバック while(1) { console.log(‘hoge’); 5:poll } 3:run_idle ずっとここ libev+kernel で止まる！ 4:run_prepare epoll: Linux kqueue: BSD nextTick() event port: Solaris （注：ユーザプログラムは３： run_idle から始まる。

なぜ3カ所も nextTick() があるの？

理由１：呼び出し順番setTimeout(function(){ console.log(‘3:foo’); $ node tick-order.js}, 0); 1:piyoprocess.nextTick(function() { 2:hoge console.log(‘2:hoge’); 3:foo});console.log(‘1:piyo’);setTimeout() より process.nextTick() が先に呼ばれる (注：将来仕様が変わる可能性があります。）

理由１：呼び出し順番終わり始まり setTimeout() console.log(‘3:foo’) nextTick() 1:時刻更新 7:ハンドル終了 6:run_check 2:run_timers console.log(‘1:piyo’) コールバッイベントループ nextTick() ク一周(Tick) 5:poll 3:run_idle 4:run_prepare console.log(‘2:hoge’) nextTick()（注：ユーザプログラムは３： run_idle から始まる。）

理由２：入れ子の呼び出し順番process.nextTick(function() { setTimeout(function(){ console.log(‘4:foo); $ node tick-order2.js }, 0); 1:piyo process.nextTick(function() { 2:bar console.log(‘3:hoge); 3:hoge }); 4:foo console.log(‘2:bar);});console.log(‘1:piyo’);process.nextTick() のスコープ内でも setTimeout()より process.nextTick() が先に呼ばれる (注：将来仕様が変わる可能性があります。）

理由２：入れ子の呼び出し順番終わり始まりconsole.log(‘3:hoge’) setTimeout() console.log(‘4:foo’) nextTick() 1:時刻更新 7:ハンドル終了 6:run_check 2:run_timers console.log(‘1:piyo’) コールバッイベントループ nextTick() ク一周(Tick) 5:poll 3:run_idle 4:run_prepare console.log(‘2:bar’) nextTick()（注：ユーザプログラムは３： run_idleから始まる。）

process.nextTick()の説明（マニュアルより）イベントループの次以降のループでコールバックを呼び出します。これは setTimeout(fn, 0) の単純なエイリアスではなく、はるかに効率的です。for (var i = 0; i < 1024*1024; i++) { 処理時間 process.nextTick(function (){ Math.sqrt(i); } ); 0.360u 0.072s 0:00.44 97.7%} 約５倍の差for (var i = 0; i < 1024 * 1024; i++) { setTimeout(function () { Math.sqrt(i) }, 0); 1.700u 0.800s 0:02.51 99.6%} おそらくリンクリストの生成と時刻取得のオーバヘッドによるものだろう（未

node-v0.9に向けて isaacs からの提案• process.nextTick()でイベントハンドラを追加するのはよくやることだけど次のイベントループでハンドラが登録されるまでの間にイベントが発生したりするとI/Oの取りこぼしが起きてしまう。• 次のイベントが発生する前に確実にハンドラを登録をするために、 V8でJSを実行した直後に process.nextTick() に登録された関数を全部実行するようにしたい。• 再帰処理とかの展開もそこで行うので次のようなコードでは setTimeout() は起動しなくなるよ。 setTimeout(function() { console.log(timeout); }, 1000); process.nextTick(function f() { process.nextTick(f); });

node-devでの大論争推進派擁護派• 今までの動作がそもそもおか • 別のAPIにすればいいじゃないしかった。正しい動作に変えかるだけ • 実際にコード変更するのがど• CPU処理の分散のために再帰をんなに大変か使うのは悪いこと、child • どうせ今さら何言っても聞き process を使え入れてくれないだろう• idle用リスナの用途に再帰を使うのはわからんでもないが、 setTimeoutを使え• API名を変えるのはもう遅い• 実際にI/Oの取りこぼしでバグが出ている。この変更でそれを直すのが優先する

今後どうなるのか（想像) 終わり始まり setTimeout() 1:時刻更新 7:ハンドル終了 nextTick()nextTick() 2:run_timers 全展開全展開 6:run_check コールバッイベントループク一周(Tick) 5:poll 3:run_idle 4:run_prepare libev+kernel epoll: Linux kqueue: BSD event port: Solaris 再帰は一定回数繰り返したら遅延させるかも

process.nextTickの正しい使い方var events = require(events);var util = require(util); 非同期イfunction Hoge() { ベントの var self = this; 生成 process.nextTick(function() { self.emit(foo); });}util.inherits(Hoge, events.EventEmitter);var hoge = new Hoge();hoge.on(foo, function() { console.log(foo event emitted);});

process.nextTickの正しい使い方var events = require(events);var util = require(util);function Hoge(cb) { 非同期コール if(cb) { バックの呼び出 process.nextTick(function() { cb(); し }); }}util.inherits(Hoge, events.EventEmitter);Hoge.prototype.setfoo = function(arg) { this.foo = arg;};var hoge = new Hoge(function() { hoge.setfoo(bar); console.log(hoge.foo);});

process.nextTickの再帰を避けるvar cluster = require(cluster);if (cluster.isMaster) { CPU消費処理は var worker = cluster.fork(); 子プロセスで worker.on(message, function(msg) { console.log(msg); });} else { //子プロセス while(1) { process.send(‘hoge’); }}

まとめ• Node のイベントループの仕組みを良く理解した上でイベントループを止めないことを意識してコードを書きましょう。• process.nextTick() は、 – 非同期イベントの発生 – 非同期コールバックの実行の用途で使いましょう。• CPUを消費する処理には、child process を利用しましょう。• node-v0.9 では process.nextTick()の動作仕様が変わる予定です。

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そうだったのか！よくわかる process.nextTick() node.jsのイベントループを理解する

by shigeki_ohtsu on Jun 26, 2012

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