Funcionamento interno do Node.js e boas práticas

Apresentação feita na Concrete Solutions-sp para o capítulo de Javascript.
O conteúdo apresentado foi o que tem dentro do nodejs explicando os conceitos base, libuv e o que é o evento loop, v8 com Shadow Class e com ele compila seu código. Além de apresentar dois módulos interessantes do nodejs Cluster e Child Processes

Transcript

1. Funcionamento interno do Node.js e boas práticas
2. Kirmayr Tomaz • Organizador do Femug-AM • Bacharel em Sistemas de Informação - UFAM • Trabalho na Concrete Solutions @kirmayrtomaz kirmayr.costa@concrete.com Sobre
3. Agenda 1. Node Interno a. Conceitos base b. Estrutura do Node.js c. LIbuv d. V8 e. APIs
4. Node.js
5. Node.js Terminologia • Single Thread • Paralelismo e concorrência • Síncrono e assíncrono • I/O não bloqueante • Orientada a Eventos
6. Estrutura do Node.js Dependências Internas • Libuv • V8 • C-iris • Crypto • HTTP-parse • Zlib • OpenSSL Ferramentas • npm • gyp • gtest
7. Node.js Binding Addons Application/Module(JS)
8. Bibliotecas internas • C-iris - Algumas solicitações assíncronas do DNS • HTTP-parse - Parse da requisição HTTP • Zlib - Biblioteca de compressão • OpenSSL - Utilizado extensivamente pelo módulo tls e crypto, fornecendo muitas funções de criptografia
9. Libuv
10. Libuv Uma biblioteca open-sources desenvolvidas para o Node.js feita em C
11. Libuv • Event loop • TCP e UDP socket assíncrono • DNS assíncrono • Assíncrono arquivos e operações de arquivos • Eventos de arquivos • Thread pool • Internal Process Comunication (IPC) compartilhado entre os sockets • Child processes
13. Como funciona o Event Loop?
14. Callstack • Sequência de chamadas de função que foram executadas pela linguagem - LIFO (Last-in First Out)
15. CallStack console
16. CallStack IsNumber IsType
17. CallStack console
18. CallStack console
19. Task Queue • Event Loop • Task Queue - Local onde os callbacks ficam aguardando serem chamados • Background Thread (Pull Thread)
20. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop console
21. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop setTimeout 1 setTimeout1
22. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop IsNumber IsType setTimeout1
23. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop console setTimeout1
24. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop setTimeout2 setTimeout1 setTimeout2
25. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop console setTimeout1 setTimeout2
26. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop setTimeout1 setTimeout2 setTimeout1 setTimeout2 setTimeout1
27. CallStack Background Thread Task Queue Event Loop setTimeout2 setTimeout2
28. Task Queue • Macro Task - São processadas pelo event loop • Micro Task - são programadas para executar após o script de execução
29. CallStack Background Thread Task Queue / MacroTask MicroTask Event Loop console
30. CallStack Background Thread Task Queue / MacroTask MicroTask Event Loop setTimeout setTimeout
31. CallStack Background Thread Task Queue / MacroTask MicroTask Event Loop Promise setTimeout Promise
32. CallStack Background Thread Task Queue / MacroTask MicroTask Event Loop console setTimeout Promise then Promise then
33. CallStack Background Thread Task Queue / MacroTask MicroTask Event Loop setTimeout Promise then Promise then Promise then
34. CallStack Background Thread Task Queue / MacroTask MicroTask Event Loop setTimeout Promise then Promise then
35. CallStack Background Thread Task Queue / MacroTask MicroTask Event Loop setTimeout setTimeout setTimeout
36. Não Bloqueie o event loop
37. V8
38. V8 • Projeto Open source desenvolvida pela Google, para interpretar código javascript super performático, escrito em C++ utilizado pelo google Chrome, nodejs e afins.
39. V8 • O javascript possui pouca informação de qual é o tipos da sua aplicação, seus tipos podem mudar no tempo de execução • Sendo uma das principais vantagens do javascript é um dos principais motivos que a linguagem nunca será mais rápida que as fortemente tipadas
40. Javascript is a Double-edged Sword
41. V8 - Classes Ocultas • Uma das formas para minimizar esse problema é utilizando as classes ocultas
42. Person Object Initial Hidden Class P0
43. Person Object Initial Hidden Class P0 Initial Hidden Class PA
44. Person Object Initial Hidden Class PA Initial Hidden Class PB Initial Hidden Class P0
45. Person Object Initial Hidden Class PA Initial Hidden Class PB Initial Hidden Class P0
46. Person Object Initial Hidden Class PA Initial Hidden Class PB Initial Hidden Class P0
47. Person Object Initial Hidden Class PB Initial Hidden Class PC Initial Hidden Class PA Initial Hidden Class P0
48. Quanto mais estáveis e previsíveis forem os seus objetos, menos classes ocultas serão criadas att. V8
49. • Inicialize todos os seus atributos em uma função construtora, mesmo aqueles que serão utilizados no futuro em condições específicas. • Inicialize todos seus atributos sempre na mesma ordem, evitando condicionais e loopings nesse momento. • Não delete atributos de seus objetos.
50. Números O v8 demarca o valor correspondente ao que foi obtido • Dê preferência para números menores que 32 bits, tornando acesso mais rapido e simples
51. Arrays • Use índices numéricos contínuo a partir de 0. • Não pré-aloque arrays muito grandes com mais de 64 mil itens. • Não delete items da array diretamente, use Array.splice quando preciso. • Não tente acessar índices não iniciados ou deletados do array.
52. Referência da imagem: https://www.html5rocks.com/en/tutorials/speed/v8/
53. Referência da imagem: https://www.html5rocks.com/en/tutorials/speed/v8/
54. V8 - Dynamic Code Generation • Compilador Completo ◦ Inline Cache • Compilador Otimizado
55. V8 - Dynamic Code Generation
56. API’s Nodejs
57. O que fazer quando a aplicação necessita de muito processamento ou bloquea o event loop?
58. Child Process • Node foi desenvolvimento para processos que necessitam muito I/O
59. Child Process • Pode ajudar externalizar o uso intensivo de CPU da sua single Thread do node • Deixa o event Loop do processo pai mais limpo • Cria um processo filho, ouve e controla • Exec() e Spawn() ◦ Exec executa em buffer ◦ Spawn cria um novo processo e retorna uma interface de stream pelo I/O
61. Não bloqueie o event loop, crie um Child Process
62. Possuo um processador de múltiplos núcleos porém o nodejs utilizar somente uma única thread
63. • Uma única instância do node é executada numa single Thread • Uma das vantagens de ter um processador de múltiplos núcleos é que às vezes ele pode ser executado em clusters • O Node.js se encarrega de executar e balancear a carga para cada processo Cluster
66. Cluster - Avaliando
67. Cluster • O módulo de Cluster tem suporte a dois métodos de execução • O primeiro(Default para todas as plataformas exceto o windows) ,o processo Master escuta a porta, aceita novas conexões e distribui entre os processos avaliando pelo round-robin • Na segunda Abordagem, o master cria um canal socket e envia para o processo que quiser executar naquele momento.
69. Obrigado pessoal...
70. Referências Estrutura interna Node.js - https://nodejs.org/en/docs/meta/topics/dependencies/ Libuv http://docs.libuv.org/en/v1.x/design.html Event Loop - http://latentflip.com/loupe/ - https://jakearchibald.com/2015/tasks-microtasks-queues-and-schedules/ - https://blog.risingstack.com/node-js-at-scale-understanding-node-js-event-loop/ - https://nodejs.org/en/docs/guides/event-loop-timers-and-nexttick/ - http://walde.co/2016/11/27/node-js-o-que-e-esse-event-loop-afinal/ - https://www.youtube.com/watch?v=8aGhZQkoFbQ - https://www.youtube.com/watch?v=va8-xdxTywU
71. Referências V8 - https://www.html5rocks.com/en/tutorials/speed/v8/ - http://developers.scup.com/otimizando-seu-javascript-no-v8-node-js/ - https://github.com/v8/v8/wiki/Design%20Elements - https://www.youtube.com/watch?v=UJPdhx5zTaw Child Process - https://nodejs.org/api/child_process.html Cluster - https://nodejs.org/api/cluster.html - http://rowanmanning.com/posts/node-cluster-and-express/
72. www.concretesolutions.com.br Rio de Janeiro – Rua São José, 90 – cj. 2121 Centro – (21) 2240-2030 São Paulo - Av. Nações Unidas, 11.541 3º andar - Brooklin - (11) 4119-0449 Ajudamos empresas a criar produtos digitais de sucesso