类 Fiber::Scheduler
这不是一个现有的类,而是 Scheduler
对象应遵守的接口文档,以便用作 Fiber.scheduler
的参数并处理非阻塞 fiber。有关某些概念的说明,另请参见 Fiber
类文档中的“非阻塞 fiber”部分。
Scheduler 的行为和用法预期如下
-
当非阻塞
Fiber
中的执行到达某些阻塞操作(如睡眠、等待进程或未就绪的 I/O)时,它会调用下面列出的某些 scheduler 钩子方法。 -
Scheduler
以某种方式注册当前 fiber 正在等待的内容,并使用Fiber.yield
将控制权移交给其他 fiber(因此 fiber 将在预期等待结束时挂起,并且同一线程中的其他 fiber 可以执行) -
在当前线程执行结束时,将调用 scheduler 的方法 scheduler_close
-
scheduler 进入等待循环,检查所有已阻塞的 fiber(它已在钩子调用中注册),并在等待的资源就绪时(例如 I/O 就绪或睡眠时间已过)恢复它们。
通过这种方式,将为每个单独的 Fiber 代码透明地实现并发执行。
Scheduler
实现由 gem 提供,例如 Async。
钩子方法是
-
io_wait
、io_read
、io_write
、io_pread
、io_pwrite
和io_select
、io_close -
(当 Ruby 开发人员创建更多具有非阻塞调用的方法时,此列表会不断扩展)
除非另有说明,否则钩子实现是强制性的:如果未实现,则尝试调用钩子的方法将失败。为了提供向后兼容性,将来钩子将是可选的(如果未实现,由于 scheduler 是为较旧的 Ruby 版本创建的,则需要此钩子的代码不会失败,并且只会以阻塞方式运行)。
还强烈建议 scheduler 实现 fiber
方法,该方法由 Fiber.schedule
委托。
调度程序的示例玩具实现可以在 Ruby 代码中找到,位于 test/fiber/scheduler.rb
公共实例方法
由执行非反向 DNS 查找的任何方法调用。最著名的方法是 Addrinfo.getaddrinfo
,但还有许多其他方法。
该方法应返回一个字符串数组,对应于 hostname
解析到的 IP 地址,如果无法解析,则返回 nil
。
所有可能的调用站点的相当详尽的列表
-
Addrinfo.marshal_load
VALUE rb_fiber_scheduler_address_resolve(VALUE scheduler, VALUE hostname) { VALUE arguments[] = { hostname }; return rb_check_funcall(scheduler, id_address_resolve, 1, arguments); }
由 Thread.join
等方法和 Mutex 调用,以表示当前 Fiber
被阻止,直至另行通知(例如 unblock
)或直至 timeout
已过。
blocker
是我们正在等待的内容,仅供参考(用于调试和记录)。无法保证其值。
预期返回布尔值,指定阻塞操作是否成功。
VALUE rb_fiber_scheduler_block(VALUE scheduler, VALUE blocker, VALUE timeout) { return rb_funcall(scheduler, id_block, 2, blocker, timeout); }
在当前线程退出时调用。调度程序应实现此方法,以允许所有等待的 fiber 完成其执行。
建议的模式是在 close
方法中实现主事件循环。
VALUE rb_fiber_scheduler_close(VALUE scheduler) { VM_ASSERT(ruby_thread_has_gvl_p()); VALUE result; // The reason for calling `scheduler_close` before calling `close` is for // legacy schedulers which implement `close` and expect the user to call // it. Subsequently, that method would call `Fiber.set_scheduler(nil)` // which should call `scheduler_close`. If it were to call `close`, it // would create an infinite loop. result = rb_check_funcall(scheduler, id_scheduler_close, 0, NULL); if (!UNDEF_P(result)) return result; result = rb_check_funcall(scheduler, id_close, 0, NULL); if (!UNDEF_P(result)) return result; return Qnil; }
Fiber.schedule
的实现。该方法预期立即在单独的非阻塞 fiber 中运行给定的代码块,并返回该 Fiber
。
建议的最小实现是
def fiber(&block) fiber = Fiber.new(blocking: false, &block) fiber.resume fiber end
由 IO#pread
或 IO::Buffer#pread
调用,以从偏移量 from
处读取 length
字节的 io
到指定 buffer
(请参阅 IO::Buffer
)中的给定 offset
。
此方法在语义上与 io_read
相同,但它允许指定要从中读取的偏移量,并且通常更适合同一文件上的异步 IO
。
该方法应被视为实验性的。
VALUE rb_fiber_scheduler_io_pread(VALUE scheduler, VALUE io, rb_off_t from, VALUE buffer, size_t length, size_t offset) { VALUE arguments[] = { io, buffer, OFFT2NUM(from), SIZET2NUM(length), SIZET2NUM(offset) }; return rb_check_funcall(scheduler, id_io_pread, 5, arguments); }
由 IO#pwrite
或 IO::Buffer#pwrite
调用,以在给定的 offset
处将 length
字节写入到 buffer
(请参阅 IO::Buffer
)中的偏移量 from
处的 io
。
此方法在语义上与 io_write
相同,但它允许指定写入的偏移量,并且通常更适合同一文件上的异步 IO
。
该方法应被视为实验性的。
VALUE rb_fiber_scheduler_io_pwrite(VALUE scheduler, VALUE io, rb_off_t from, VALUE buffer, size_t length, size_t offset) { VALUE arguments[] = { io, buffer, OFFT2NUM(from), SIZET2NUM(length), SIZET2NUM(offset) }; return rb_check_funcall(scheduler, id_io_pwrite, 5, arguments); }
由 IO#read
或 IO#Buffer.read 调用,以从 io
中读取 length
字节到给定 offset
处的指定 buffer
(请参阅 IO::Buffer
)。
length
参数是“要读取的最小长度”。如果 IO
缓冲区大小为 8KiB,但 length
为 1024
(1KiB),则最多可能读取 8KiB,但至少会读取 1KiB。通常,读取的数据少于 length
的唯一情况是读取数据时出错。
指定 length
为 0 是有效的,这意味着至少尝试读取一次并返回任何可用数据。
建议的实现应尝试以非阻塞方式从 io
中读取,如果 io
未准备就绪(这会将控制权让渡给其他协程),则调用 io_wait
。
请参阅 IO::Buffer
以了解可用于返回数据的接口。
预期返回读取的字节数,或者在出错的情况下返回 -errno
(对应于系统错误代码的负数)。
该方法应被视为实验性的。
VALUE rb_fiber_scheduler_io_read(VALUE scheduler, VALUE io, VALUE buffer, size_t length, size_t offset) { VALUE arguments[] = { io, buffer, SIZET2NUM(length), SIZET2NUM(offset) }; return rb_check_funcall(scheduler, id_io_read, 4, arguments); }
由 IO.select
调用,以询问指定的描述符是否在指定的 timeout
内准备好进行指定的事件。
预期返回准备就绪的 IO 的 Array
的 3 元组。
VALUE rb_fiber_scheduler_io_select(VALUE scheduler, VALUE readables, VALUE writables, VALUE exceptables, VALUE timeout) { VALUE arguments[] = { readables, writables, exceptables, timeout }; return rb_fiber_scheduler_io_selectv(scheduler, 4, arguments); }
由 IO#wait
、IO#wait_readable
、IO#wait_writable
调用,以询问指定的文件描述符是否在指定的 timeout
内为指定事件做好准备。
events
是 IO::READABLE
、IO::WRITABLE
和 IO::PRIORITY
的位掩码。
建议的实现应注册哪个 Fiber
正在等待哪些资源,并立即调用 Fiber.yield
以将控制权传递给其他 fiber。然后,在 close
方法中,调度程序可能会将所有 I/O 资源分派给正在等待它的 fiber。
预期返回立即准备好的事件子集。
VALUE rb_fiber_scheduler_io_wait(VALUE scheduler, VALUE io, VALUE events, VALUE timeout) { return rb_funcall(scheduler, id_io_wait, 3, io, events, timeout); }
由 IO#write
或 IO::Buffer#write
调用,以从指定 buffer
(参见 IO::Buffer
)的给定 offset
处向 io
写入 length
字节。
length
参数是“要写入的最小长度”。如果 IO
缓冲区大小为 8KiB,但指定的 length
为 1024 (1KiB),则最多将写入 8KiB,但至少将写入 1KiB。通常,写入的数据少于 length
的唯一情况是写入数据时出错。
指定长度为 0 是有效的,表示至少尝试写入一次,尽可能多的数据。
建议的实现应尝试以非阻塞方式写入 io
,并在 io
未准备就绪时调用 io_wait
(这会将控制权让渡给其他 fiber)。
请参阅 IO::Buffer
以获取可用于从缓冲区高效获取数据的接口。
预期返回已写入的字节数,或者在出错的情况下返回 -errno
(与系统错误代码相对应的负数)。
该方法应被视为实验性的。
VALUE rb_fiber_scheduler_io_write(VALUE scheduler, VALUE io, VALUE buffer, size_t length, size_t offset) { VALUE arguments[] = { io, buffer, SIZET2NUM(length), SIZET2NUM(offset) }; return rb_check_funcall(scheduler, id_io_write, 4, arguments); }
由 Kernel#sleep
和 Mutex#sleep 调用,并预期以非阻塞方式提供睡眠实现。实现可能会在“哪个 fiber 等待到什么时刻”的某个列表中注册当前 fiber,调用 Fiber.yield
以传递控制权,然后在 close
中恢复等待期已过的 fiber。
VALUE rb_fiber_scheduler_kernel_sleep(VALUE scheduler, VALUE timeout) { return rb_funcall(scheduler, id_kernel_sleep, 1, timeout); }
由 Process::Status.wait
调用,以等待指定的进程。有关参数说明,请参阅该方法说明。
建议的最小实现
Thread.new do Process::Status.wait(pid, flags) end.value
此挂钩是可选的:如果当前调度程序中不存在此挂钩,则 Process::Status.wait
将表现为阻塞方法。
预期返回 Process::Status
实例。
VALUE rb_fiber_scheduler_process_wait(VALUE scheduler, rb_pid_t pid, int flags) { VALUE arguments[] = { PIDT2NUM(pid), RB_INT2NUM(flags) }; return rb_check_funcall(scheduler, id_process_wait, 2, arguments); }
由 Timeout.timeout
调用,以在给定的 duration
内执行给定的 block
。它也可以由调度程序或用户代码直接调用。
尝试将给定 block
的执行时间限制在给定的 duration
内(如果可能)。当非阻塞操作导致 block
的执行时间超过指定的 duration
时,应通过引发使用给定的 exception_arguments
构造的指定 exception_class
来中断该非阻塞操作。
通常认为一般执行超时是有风险的。此实现只会中断非阻塞操作。这是设计使然,因为预期非阻塞操作可能会由于各种不可预测的原因而失败,因此应用程序应该已经能够处理这些条件,并且隐含地能够处理超时。
但是,由于此设计,如果 block
不调用任何非阻塞操作,则无法中断它。如果您希望提供可预测的超时点,请考虑添加 +sleep(0)+。
如果成功执行 block,则将返回其结果。
异常通常将使用 Fiber#raise
触发。
VALUE rb_fiber_scheduler_timeout_after(VALUE scheduler, VALUE timeout, VALUE exception, VALUE message) { VALUE arguments[] = { timeout, exception, message }; return rb_check_funcall(scheduler, id_timeout_after, 3, arguments); }
调用以唤醒先前使用 block
阻塞的 Fiber
(例如,Mutex#lock 调用 block
,Mutex#unlock 调用 unblock
)。调度程序应使用 fiber
参数来了解哪个 fiber 已解除阻塞。
blocker
是等待的内容,但它仅供参考(用于调试和日志记录),并且不能保证与 block
的 blocker
相同。
VALUE rb_fiber_scheduler_unblock(VALUE scheduler, VALUE blocker, VALUE fiber) { VM_ASSERT(rb_obj_is_fiber(fiber)); return rb_funcall(scheduler, id_unblock, 2, blocker, fiber); }