Node.js子线程调试和诊断指南

调试、诊断子线程最直接的方式就是像调试、诊断主线程一样，但是无论是动态开启还是静态开启，子线程都不可避免地需要内置一些相关的非业务代码，本文介绍另外一种对子线程代码无侵入的调试方式，另外也介绍一下通过子线程调试主线程的方式。

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1.初始化子线程的Inspector

在Node.js启动子线程的时候，会初始化Inspector。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. env_->InitializeInspector(std::move(inspector_parent_handle_));
    2.

在分析InitializeInspector之前，我们先看一下inspector_parent_handle_。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. std::unique_ptr inspector_parent_handle_;
    2.

inspector_parent_handle_是一个ParentInspectorHandle对象，这个对象是子线程和主线程通信的桥梁。我们看一下他的初始化逻辑(在主线程里执行)。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. inspector_parent_handle_ = env->inspector_agent()->GetParentHandle(thread_id_, url);
    2.

调用agent的GetParentHandle获取一个ParentInspectorHandle对象。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. std::unique_ptr Agent::GetParentHandle(int thread_id, const std::string& url) {
    2. 
  
  
  
  
  2.  return client_->getWorkerManager()->NewParentHandle(thread_id, url);
    3. 
  
  
  
  
  3. }
    4.

内部其实是通过client_->getWorkerManager()对象的NewParentHandle方法获取ParentInspectorHandle对象，接下来我们看一下WorkerManager的NewParentHandle。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. std::unique_ptr WorkerManager::NewParentHandle(int thread_id, const std::string& url) {
    2. 
  
  
  
  
  2.   bool wait = !delegates_waiting_on_start_.empty();
    3. 
  
  
  
  
  3.   return std::make_unique(thread_id, url, thread_, wait);
    4. 
  
  
  
  
  4. }
    5. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6. ParentInspectorHandle::ParentInspectorHandle(
    7. 
  
  
  
  
  7.     int id, const std::string& url,
    8. 
  
  
  
  
  8.     std::shared_ptr parent_thread, 
    9. 
  
  
  
  
  9.     bool wait_for_connect
    10. 
  
  
  
  
  10. )
    11. 
  
  
  
  
  11.     : id_(id), 
    12. 
  
  
  
  
  12.       url_(url), 
    13. 
  
  
  
  
  13.       parent_thread_(parent_thread),
    14. 
  
  
  
  
  14.       wait_(wait_for_connect) {}
    15.

最终的架构图如下入所示。

分析完ParentInspectorHandle后继续看一下env_->InitializeInspector(std::move(inspector_parent_handle_))的逻辑(在子线程里执行)。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. int Environment::InitializeInspector(
    2. 
  
  
  
  
  2.     std::unique_ptr parent_handle) {
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4.   std::string inspector_path;
    5. 
  
  
  
  
  5.   inspector_path = parent_handle->url();
    6. 
  
  
  
  
  6.   inspector_agent_->SetParentHandle(std::move(parent_handle));
    7. 
  
  
  
  
  7.   inspector_agent_->Start(inspector_path,
    8. 
  
  
  
  
  8.                           options_->debug_options(),
    9. 
  
  
  
  
  9.                           inspector_host_port(),
    10. 
  
  
  
  
  10.                           is_main_thread());
    11. 
  
  
  
  
  11. }
    12.

首先把ParentInspectorHandle对象保存到agent中，然后调用agent的Start方法。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. bool Agent::Start(...) {
    2. 
  
  
  
  
  2.     // 新建client对象
    3. 
  
  
  
  
  3.    client_ = std::make_shared(parent_env_, is_main);
    4. 
  
  
  
  
  4.    // 调用agent中保存的ParentInspectorHandle对象的WorkerStarted
    5. 
  
  
  
  
  5.    parent_handle_->WorkerStarted(client_->getThreadHandle(), ...);
    6. 
  
  
  
  
  6. }
    7.

Agent::Start创建了一个client对象，然后调用ParentInspectorHandle对象的WorkerStarted方法(刚才SetParentHandle的时候保存的)，我们看一下这时候的架构图。

接着看parent_handle_->WorkerStarted。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. void ParentInspectorHandle::WorkerStarted(
    2. 
  
  
  
  
  2.     std::shared_ptr worker_thread, bool waiting) {
    3. 
  
  
  
  
  3.   std::unique_ptr request(
    4. 
  
  
  
  
  4.       new WorkerStartedRequest(id_, url_, worker_thread, waiting));
    5. 
  
  
  
  
  5.   parent_thread_->Post(std::move(request));
    6. 
  
  
  
  
  6. }
    7.

WorkerStarted创建了一个WorkerStartedRequest请求，然后通过parent_thread_->Post提交，parent_thread_是MainThreadInterface对象。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. void MainThreadInterface::Post(std::unique_ptr request) {
    2. 
  
  
  
  
  2.   Mutex::ScopedLock scoped_lock(requests_lock_);
    3. 
  
  
  
  
  3.   // 之前是空则需要唤醒消费者
    4. 
  
  
  
  
  4.   bool needs_notify = requests_.empty();
    5. 
  
  
  
  
  5.   // 消息入队
    6. 
  
  
  
  
  6.   requests_.push_back(std::move(request));
    7. 
  
  
  
  
  7.   if (needs_notify) {
    8. 
  
  
  
  
  8.        // 获取当前对象的一个弱引用
    9. 
  
  
  
  
  9.        std::weak_ptr* interface_ptr = new std::weak_ptr(shared_from_this());
    10. 
  
  
  
  
  10.       // 请求V8执行RequestInterrupt入参对应的回调
    11. 
  
  
  
  
  11.       isolate_->RequestInterrupt([](v8::Isolate* isolate, void* opaque) {
    12. 
  
  
  
  
  12.         // 把执行时传入的参数转成MainThreadInterface
    13. 
  
  
  
  
  13.         std::unique_ptr> interface_ptr {
    14. 
  
  
  
  
  14.           static_cast*>(opaque) 
    15. 
  
  
  
  
  15.         };
    16. 
  
  
  
  
  16.         // 判断对象是否还有效，是则调用DispatchMessages
    17. 
  
  
  
  
  17.         if (auto iface = interface_ptr->lock()) iface->DispatchMessages();
    18. 
  
  
  
  
  18. 
  
  
  
  
  19.       }, static_cast(interface_ptr));
    20. 
  
  
  
  
  20.   }
    21. 
  
  
  
  
  21.   // 唤醒消费者
    22. 
  
  
  
  
  22.   incoming_message_cond_.Broadcast(scoped_lock);
    23. 
  
  
  
  
  23. }
    24.

我们看看这时候的架构图。

接着看回调里执行MainThreadInterface对象DispatchMessages方法的逻辑。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. void MainThreadInterface::DispatchMessages() {
    2. 
  
  
  
  
  2.   // 遍历请求队列
    3. 
  
  
  
  
  3.   requests_.swap(dispatching_message_queue_);
    4. 
  
  
  
  
  4.   while (!dispatching_message_queue_.empty()) {
    5. 
  
  
  
  
  5.     MessageQueue::value_type task;
    6. 
  
  
  
  
  6.     std::swap(dispatching_message_queue_.front(), task);
    7. 
  
  
  
  
  7.     dispatching_message_queue_.pop_front();
    8. 
  
  
  
  
  8.     // 执行任务函数
    9. 
  
  
  
  
  9.     task->Call(this);
    10. 
  
  
  
  
  10.   }
    11. 
  
  
  
  
  11. }
    12.

task是WorkerStartedRequest对象，看一下Call方法的代码。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. void Call(MainThreadInterface* thread) override {
    2. 
  
  
  
  
  2.   auto manager = thread->inspector_agent()->GetWorkerManager();
    3. 
  
  
  
  
  3.   manager->WorkerStarted(id_, info_, waiting_);
    4. 
  
  
  
  
  4. }
    5.

接着调用agent的WorkerManager的WorkerStarted。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. void WorkerManager::WorkerStarted(int session_id,
    2. 
  
  
  
  
  2.                                   const WorkerInfo& info,
    3. 
  
  
  
  
  3.                                   bool waiting) {
    4. 
  
  
  
  
  4.   children_.emplace(session_id, info);
    5. 
  
  
  
  
  5.   for (const auto& delegate : delegates_) {
    6. 
  
  
  
  
  6.     Report(delegate.second, info, waiting);
    7. 
  
  
  
  
  7.   }
    8. 
  
  
  
  
  8. }
    9.

WorkerStarted记录了一个id和上下文，因为delegates_初始化的时候是空的，所以不会执行。至此，子线程Inspector初始化的逻辑就分析完了，结构图如下。

我们发现，和主线程不一样，主线程会启动一个WebSocket服务器接收客户端的连接请求，而子线程只是初始化了一些数据结构。下面我们看一下基于这些数据结构，主线程是如何动态开启调试子线程的。

2.主线程开启调试子线程的能力

我们可以以以下方式开启对子线程的调试。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. const { Worker, workerData } = require('worker_threads');
    2. 
  
  
  
  
  2. const { Session } = require('inspector');
    3. 
  
  
  
  
  3. // 新建一个新的通信通道
    4. 
  
  
  
  
  4. const session = new Session();
    5. 
  
  
  
  
  5. session.connect();
    6. 
  
  
  
  
  6. // 创建子线程
    7. 
  
  
  
  
  7. const worker = new Worker('./httpServer.js', {workerData: {port: 80}}); 
    8. 
  
  
  
  
  8. // 子线程启动成功后开启调试子线程的能力
    9. 
  
  
  
  
  9. worker.on('online', () => {
    10. 
  
  
  
  
  10.     session.post("NodeWorker.enable",
    11. 
  
  
  
  
  11.                  {waitForDebuggerOnStart: false},  
    12. 
  
  
  
  
  12.                  (err) => {  
    13. 
  
  
  
  
  13.                     err && console.log("NodeWorker.enable", err);
    14. 
  
  
  
  
  14.                  });
    15. 
  
  
  
  
  15.     });
    16. 
  
  
  
  
  16. // 防止主线程退出
    17. 
  
  
  
  
  17. setInterval(() => {}, 100000);
    18.

我们先来分析一下connect函数的逻辑。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. connect() {
    2. 
  
  
  
  
  2.     this[connectionSymbol] = new Connection((message) => this[onMessageSymbol](message));
    3. 
  
  
  
  
  3. }
    4.

新建了一个Connection对象并传入一个回调函数，该回调函数在收到消息时被回调。Connection是C++层导出的对象，由模版类JSBindingsConnection实现。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. template 
    2. 
  
  
  
  
  2. class JSBindingsConnection {}
    3.

我们看看导出的路逻辑。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. JSBindingsConnection::Bind(env, target);
    2.

接着看Bind。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. static void Bind(Environment* env, Local target) {
  
  
  
  
  2.     // class_name是Connection
    3. 
  
  
  
  
  3.     Local class_name = ConnectionType::GetClassName(env);
    4. 
  
  
  
  
  4.     Local tmpl = env->NewFunctionTemplate(JSBindingsConnection::New);
    5. 
  
  
  
  
  5.     tmpl->InstanceTemplate()->SetInternalFieldCount(1);
    6. 
  
  
  
  
  6.     tmpl->SetClassName(class_name);
    7. 
  
  
  
  
  7.     tmpl->Inherit(AsyncWrap::GetConstructorTemplate(env));
    8. 
  
  
  
  
  8.     env->SetProtoMethod(tmpl, "dispatch", JSBindingsConnection::Dispatch);
    9. 
  
  
  
  
  9.     env->SetProtoMethod(tmpl, "disconnect", JSBindingsConnection::Disconnect);
    10. 
  
  
  
  
  10.     target->Set(env->context(),
    11. 
  
  
  
  
  11.                 class_name,
    12. 
  
  
  
  
  12.                 tmpl->GetFunction(env->context()).ToLocalChecked())
    13. 
  
  
  
  
  13.         .ToChecked();
    14. 
  
  
  
  
  14.   }
    15. 
 
 
 
 
    当我们在JS层执行new Connection的时候，就会执行JSBindingsConnection::New。
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. static void New(const FunctionCallbackInfo& info) {
      2. 
  
  
  
  
    2.    Environment* env = Environment::GetCurrent(info);
      3. 
  
  
  
  
    3.    Local callback = info[0].As();
      4. 
  
  
  
  
    4.    new JSBindingsConnection(env, info.This(), callback);
      5. 
  
  
  
  
    5. }
      6. 
 
 
 
 
    我们看看新建一个JSBindingsConnection对象时的逻辑。
     
 
 
 
      
  
  
  
  
    1. JSBindingsConnection(Environment* env,
      2. 
  
  
  
  
    2.                        Local wrap,
  
  
  
  
    3.                        Local callback)
      4. 
  
  
  
  
    4.                        : AsyncWrap(env, wrap, PROVIDER_INSPECTORJSBINDING),
      5. 
  
  
  
  
    5.                          callback_(env->isolate(), callback) {
      6. 
  
  
  
  
    6.     Agent* inspector = env->inspector_agent();
      7. 
  
  
  
  
    7.     session_ = LocalConnection::Connect(
      8. 
  
  
  
  
    8.         inspector, std::make_unique(env, this)
      9. 
  
  
  
  
    9.     );}static std::unique_ptr Connect(
      10. 
  
  
  
  
    10.       Agent* inspector, 
      11. 
  
  
  
  
    11.       std::unique_ptr delegate
      12. 
  
  
  
  
    12. ) {
      13. 
  
  
  
  
    13.     return inspector->Connect(std::move(delegate), false);
      14. 
  
  
  
  
    14. }
      15. 
 
 
 
 
      最终是传入了一个JSBindingsSessionDelegate对象调用Agent的Connect方法。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. std::unique_ptr Agent::Connect(
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::unique_ptr delegate,
        3. 
  
  
  
  
      3.     bool prevent_shutdown) {
        4. 
  
  
  
  
      4.   int session_id = client_->connectFrontend(std::move(delegate),
        5. 
  
  
  
  
      5.                                             prevent_shutdown);
        6. 
  
  
  
  
      6.   // JSBindingsConnection对象的session_字段指向的对象                                         
        7. 
  
  
  
  
      7.   return std::unique_ptr(
        8. 
  
  
  
  
      8.       new SameThreadInspectorSession(session_id, client_)
        9. 
  
  
  
  
      9.   );
        10. 
  
  
  
  
      10. }
        11. 
 
 
 
 
      Agent的Connect方法继续调用client_->connectFrontend。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. int connectFrontend(std::unique_ptr delegate,
        2. 
  
  
  
  
      2.                       bool prevent_shutdown) {
        3. 
  
  
  
  
      3.     int session_id = next_session_id_++;
        4. 
  
  
  
  
      4.     channels_[session_id] = std::make_unique(env_,
        5. 
  
  
  
  
      5.                                                           client_,
        6. 
  
  
  
  
      6.                                                           getWorkerManager(),
        7. 
  
  
  
  
      7.                                                           std::move(delegate),
        8. 
  
  
  
  
      8.                                                           getThreadHandle(),
        9. 
  
  
  
  
      9.                                                           prevent_shutdown);
        10. 
  
  
  
  
      10.     return session_id;
        11. 
  
  
  
  
      11. }
        12. 
 
 
 
 
      connectFrontend新建了一个ChannelImpl对象，在新建ChannelImpl时，会初始化子线程处理的逻辑。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. explicit ChannelImpl(Environment* env,
        2. 
  
  
  
  
      2.                        const std::unique_ptr& inspector,
        3. 
  
  
  
  
      3.                        std::shared_ptr worker_manager,
        4. 
  
  
  
  
      4.                        std::unique_ptr delegate,
        5. 
  
  
  
  
      5.                        std::shared_ptr main_thread_,
        6. 
  
  
  
  
      6.                        bool prevent_shutdown)
        7. 
  
  
  
  
      7.       : delegate_(std::move(delegate)), prevent_shutdown_(prevent_shutdown),
        8. 
  
  
  
  
      8.         retaining_context_(false) {
        9. 
  
  
  
  
      9.     session_ = inspector->connect(CONTEXT_GROUP_ID, this, StringView());
        10. 
  
  
  
  
      10.     // Node.js拓展命令的处理分发器
        11. 
  
  
  
  
      11.     node_dispatcher_ = std::make_unique(this);
        12. 
  
  
  
  
      12.     // trace相关
        13. 
  
  
  
  
      13.     tracing_agent_ = std::make_unique(env, main_thread_);
        14. 
  
  
  
  
      14.     tracing_agent_->Wire(node_dispatcher_.get());
        15. 
  
  
  
  
      15.     // 处理子线程相关
        16. 
  
  
  
  
      16.     if (worker_manager) {
        17. 
  
  
  
  
      17.       worker_agent_ = std::make_unique(worker_manager);
        18. 
  
  
  
  
      18.       worker_agent_->Wire(node_dispatcher_.get());
        19. 
  
  
  
  
      19.     }
        20. 
  
  
  
  
      20.     // 处理runtime
        21. 
  
  
  
  
      21.     runtime_agent_ = std::make_unique();
        22. 
  
  
  
  
      22.     runtime_agent_->Wire(node_dispatcher_.get());
        23. 
  
  
  
  
      23. }
        24. 
 
 
 
 
      我们这里只关注处理子线程相关的逻辑。看一下 worker_agent_->Wire。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void WorkerAgent::Wire(UberDispatcher* dispatcher) {
        2. 
  
  
  
  
      2.   frontend_.reset(new NodeWorker::Frontend(dispatcher->channel()));
        3. 
  
  
  
  
      3.   NodeWorker::Dispatcher::wire(dispatcher, this);
        4. 
  
  
  
  
      4.   auto manager = manager_.lock();
        5. 
  
  
  
  
      5.   workers_ = std::make_shared(frontend_, manager->MainThread());
        6. 
  
  
  
  
      6. }
        7. 
 
 
 
 
      这时候的架构图如下
      接着看一下NodeWorker::Dispatcher::wire(dispatcher, this)的逻辑。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void Dispatcher::wire(UberDispatcher* uber, Backend* backend){
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::unique_ptr dispatcher(new DispatcherImpl(uber->channel(), backend));
        3. 
  
  
  
  
      3.     uber->setupRedirects(dispatcher->redirects());
        4. 
  
  
  
  
      4.     uber->registerBackend("NodeWorker", std::move(dispatcher));
        5. 
  
  
  
  
      5. }
        6. 
 
 
 
 
      首先新建了一个DispatcherImpl对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. DispatcherImpl(FrontendChannel* frontendChannel, Backend* backend)
        2. 
  
  
  
  
      2.         : DispatcherBase(frontendChannel)
        3. 
  
  
  
  
      3.         , m_backend(backend) {
        4. 
  
  
  
  
      4.         m_dispatchMap["NodeWorker.sendMessageToWorker"] = &DispatcherImpl::sendMessageToWorker;
        5. 
  
  
  
  
      5.         m_dispatchMap["NodeWorker.enable"] = &DispatcherImpl::enable;
        6. 
  
  
  
  
      6.         m_dispatchMap["NodeWorker.disable"] = &DispatcherImpl::disable;
        7. 
  
  
  
  
      7.         m_dispatchMap["NodeWorker.detach"] = &DispatcherImpl::detach;
        8. 
  
  
  
  
      8. }
        9. 
 
 
 
 
      除了初始化一些字段，另外了一个kv数据结构，这个是一个路由配置，后面我们会看到它的作用。新建完DispatcherImpl后又调用了uber->registerBackend("NodeWorker", std::move(dispatcher))注册该对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void UberDispatcher::registerBackend(const String& name, std::unique_ptr dispatcher){
        2. 
  
  
  
  
      2.     m_dispatchers[name] = std::move(dispatcher);
        3. 
  
  
  
  
      3. }
        4. 
 
 
 
 
      这时候的架构图如下。
      我们看到这里其实是建立了一个路由体系，后面收到命令时就会根据这些路由配置进行转发，类似Node.js Express框架路由机制。这时候可以通过session的post给主线程发送NodeWorker.enable命令来开启子线程的调试。我们分析这个过程。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. post(method, params, callback) {
        2. 
  
  
  
  
      2.     // 忽略参数处理
        3. 
  
  
  
  
      3.     // 保存请求对应的回调
        4. 
  
  
  
  
      4.     if (callback) {
        5. 
  
  
  
  
      5.       this[messageCallbacksSymbol].set(id, callback);
        6. 
  
  
  
  
      6.     }
        7. 
  
  
  
  
      7.     // 调用C++的dispatch
        8. 
  
  
  
  
      8.     this[connectionSymbol].dispatch(JSONStringify(message));
        9. 
  
  
  
  
      9. }
        10. 
 
 
 
 
      this[connectionSymbol]对应的是JSBindingsConnection对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. static void Dispatch(const FunctionCallbackInfo& info) {
        2. 
  
  
  
  
      2.     Environment* env = Environment::GetCurrent(info);
        3. 
  
  
  
  
      3.     JSBindingsConnection* session;
        4. 
  
  
  
  
      4.     ASSIGN_OR_RETURN_UNWRAP(&session, info.Holder());
        5. 
  
  
  
  
      5.     if (session->session_) {
        6. 
  
  
  
  
      6.       session->session_->Dispatch(
        7. 
  
  
  
  
      7.           ToProtocolString(env->isolate(), info[0])->string());
        8. 
  
  
  
  
      8.     }
        9. 
  
  
  
  
      9. }
        10. 
 
 
 
 
      session_是一个SameThreadInspectorSession对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void SameThreadInspectorSession::Dispatch(
        2. 
  
  
  
  
      2.     const v8_inspector::StringView& message) {
        3. 
  
  
  
  
      3.   auto client = client_.lock();
        4. 
  
  
  
  
      4.   client->dispatchMessageFromFrontend(session_id_, message);}void dispatchMessageFromFrontend(int session_id, const StringView& message) {
        5. 
  
  
  
  
      5.     channels_[session_id]->dispatchProtocolMessage(message);
        6. 
  
  
  
  
      6. }
        7. 
 
 
 
 
      最终调用了ChannelImpl的dispatchProtocolMessage。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void dispatchProtocolMessage(const StringView& message) {
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::string raw_message = protocol::StringUtil::StringViewToUtf8(message);
        3. 
  
  
  
  
      3.     std::unique_ptr value =
        4. 
  
  
  
  
      4.         protocol::DictionaryValue::cast(protocol::StringUtil::parseMessage(
        5. 
  
  
  
  
      5.             raw_message, false));
        6. 
  
  
  
  
      6.     int call_id;
        7. 
  
  
  
  
      7.     std::string method;
        8. 
  
  
  
  
      8.     // 解析命令
        9. 
  
  
  
  
      9.     node_dispatcher_->parseCommand(value.get(), &call_id, &method);
        10. 
  
  
  
  
      10.     // 判断命令是V8内置命令还是Node.js拓展的命令
        11. 
  
  
  
  
      11.     if (v8_inspector::V8InspectorSession::canDispatchMethod(
        12. 
  
  
  
  
      12.             Utf8ToStringView(method)->string())) {
        13. 
  
  
  
  
      13.       session_->dispatchProtocolMessage(message);
        14. 
  
  
  
  
      14.     } else {
        15. 
  
  
  
  
      15.       node_dispatcher_->dispatch(call_id, method, std::move(value),
        16. 
  
  
  
  
      16.                                  raw_message);
        17. 
  
  
  
  
      17.     }
        18. 
  
  
  
  
      18. }
        19. 
 
 
 
 
      因为NodeWorker.enable是Node.js拓展的命令，所以会走到else里面的逻辑。根据路由配置找到该命令对应的处理逻辑(NodeWorker.enable以.切分，对应两级路由)。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void UberDispatcher::dispatch(int callId, const String& in_method, std::unique_ptr parsedMessage, const ProtocolMessage& rawMessage){
        2. 
  
  
  
  
      2.     // 找到一级路由配置
        3. 
  
  
  
  
      3.     protocol::DispatcherBase* dispatcher = findDispatcher(method);
        4. 
  
  
  
  
      4.     std::unique_ptr messageObject = DictionaryValue::cast(std::move(parsedMessage));
        5. 
  
  
  
  
      5.     // 交给一级路由处理器处理
        6. 
  
  
  
  
      6.     dispatcher->dispatch(callId, method, rawMessage, std::move(messageObject));
        7. 
  
  
  
  
      7. }
        8. 
 
 
 
 
      NodeWorker.enable对应的路由处理器代码如下
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void DispatcherImpl::dispatch(int callId, const String& method, const ProtocolMessage& message, std::unique_ptr messageObject){
        2. 
  
  
  
  
      2.     // 查找二级路由
        3. 
  
  
  
  
      3.     std::unordered_map::iterator it = m_dispatchMap.find(method);
        4. 
  
  
  
  
      4.     protocol::ErrorSupport errors;
        5. 
  
  
  
  
      5.     // 找到处理函数
        6. 
  
  
  
  
      6.     (this->*(it->second))(callId, method, message, std::move(messageObject), &errors);
        7. 
  
  
  
  
      7. }
        8. 
 
 
 
 
      dispatch继续寻找命令对应的处理函数，最终找到NodeWorker.enable命令的处理函数为DispatcherImpl::enable。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void DispatcherImpl::enable(...){
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::unique_ptr weak = weakPtr();
        3. 
  
  
  
  
      3.     DispatchResponse response = m_backend->enable(...);
        4. 
  
  
  
  
      4.     // 返回响应给命令（类似请求/响应模式）
        5. 
  
  
  
  
      5.     weak->get()->sendResponse(callId, response);
        6. 
  
  
  
  
      6. }
        7. 
 
 
 
 
      根据架构图可以知道m_backend是WorkerAgent对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. DispatchResponse WorkerAgent::enable(bool waitForDebuggerOnStart) {
        2. 
  
  
  
  
      2.   auto manager = manager_.lock();
        3. 
  
  
  
  
      3.   std::unique_ptr delegate(new AgentWorkerInspectorDelegate(workers_));
        4. 
  
  
  
  
      4.   event_handle_ = manager->SetAutoAttach(std::move(delegate));
        5. 
  
  
  
  
      5.   return DispatchResponse::OK();
        6. 
  
  
  
  
      6. }
        7. 
 
 
 
 
      继续调用WorkerManager的SetAutoAttach方法。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. std::unique_ptr WorkerManager::SetAutoAttach(
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::unique_ptr attach_delegate) {
        3. 
  
  
  
  
      3.   int id = ++next_delegate_id_;
        4. 
  
  
  
  
      4.   // 保存delegate
        5. 
  
  
  
  
      5.   delegates_[id] = std::move(attach_delegate);
        6. 
  
  
  
  
      6.   const auto& delegate = delegates_[id];
        7. 
  
  
  
  
      7.   // 通知子线程
        8. 
  
  
  
  
      8.   for (const auto& worker : children_) {
        9. 
  
  
  
  
      9.     Report(delegate, worker.second, false);
        10. 
  
  
  
  
      10.   }
        11. 
  
  
  
  
      11.   ...
        12. 
  
  
  
  
      12. }
        13. 
 
 
 
 
      SetAutoAttach遍历子线程。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void Report(const std::unique_ptr& delegate,
        2. 
  
  
  
  
      2.             const WorkerInfo& info, bool waiting) {
        3. 
  
  
  
  
      3.   if (info.worker_thread)
        4. 
  
  
  
  
      4.     delegate->WorkerCreated(info.title, info.url, waiting, info.worker_thread);
        5. 
  
  
  
  
      5. }
        6. 
 
 
 
 
      info是一个WorkerInfo对象，该对象是子线程初始化和主线程建立关系的数据结构。delegate是AgentWorkerInspectorDelegate对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void WorkerCreated(const std::string& title,
        2. 
  
  
  
  
      2.                      const std::string& url,
        3. 
  
  
  
  
      3.                      bool waiting,
        4. 
  
  
  
  
      4.                      std::shared_ptr target) override {
        5. 
  
  
  
  
      5.     workers_->WorkerCreated(title, url, waiting, target);
        6. 
  
  
  
  
      6. }
        7. 
 
 
 
 
      workers_是一个NodeWorkers对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void NodeWorkers::WorkerCreated(const std::string& title,
        2. 
  
  
  
  
      2.                                 const std::string& url,
        3. 
  
  
  
  
      3.                                 bool waiting,
        4. 
  
  
  
  
      4.                                 std::shared_ptr target) {
        5. 
  
  
  
  
      5.   auto frontend = frontend_.lock();
        6. 
  
  
  
  
      6.   std::string id = std::to_string(++next_target_id_);
        7. 
  
  
  
  
      7.   // 处理数据通信的delegate
        8. 
  
  
  
  
      8.   auto delegate = thread_->MakeDelegateThreadSafe(
        9. 
  
  
  
  
      9.       std::unique_ptr(
        10. 
  
  
  
  
      10.           new ParentInspectorSessionDelegate(id, shared_from_this())
        11. 
  
  
  
  
      11.       )
        12. 
  
  
  
  
      12.   );
        13. 
  
  
  
  
      13.   // 建立和子线程V8 Inspector的通信通道
        14. 
  
  
  
  
      14.   sessions_[id] = target->Connect(std::move(delegate), true);
        15. 
  
  
  
  
      15.   frontend->attachedToWorker(id, WorkerInfo(id, title, url), waiting);
        16. 
  
  
  
  
      16. }
        17. 
 
 
 
 
      WorkerCreated建立了一条和子线程通信的通道，然后通知命令的发送方通道建立成功。这时候架构图如下。
      接着看attachedToWorker。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void Frontend::attachedToWorker(const String& sessionId, std::unique_ptr workerInfo, bool waitingForDebugger){
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::unique_ptr messageData = AttachedToWorkerNotification::create()
        3. 
  
  
  
  
      3.         .setSessionId(sessionId)
        4. 
  
  
  
  
      4.         .setWorkerInfo(std::move(workerInfo))
        5. 
  
  
  
  
      5.         .setWaitingForDebugger(waitingForDebugger)
        6. 
  
  
  
  
      6.         .build();
        7. 
  
  
  
  
      7.     // 触发NodeWorker.attachedToWorker
        8. 
  
  
  
  
      8.     m_frontendChannel->sendProtocolNotification(InternalResponse::createNotification("NodeWorker.attachedToWorker", std::move(messageData)));
        9. 
  
  
  
  
      9. }
        10. 
 
 
 
 
      继续看sendProtocolNotification
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void sendProtocolNotification(
        2. 
  
  
  
  
      2.       std::unique_ptr message) override {
        3. 
  
  
  
  
      3.     sendMessageToFrontend(message->serializeToJSON());
        4. 
  
  
  
  
      4.  }
        5. 
  
  
  
  
      5. 
  
  
  
  
      6.  void sendMessageToFrontend(const StringView& message) {
        7. 
  
  
  
  
      7.     delegate_->SendMessageToFrontend(message);
        8. 
  
  
  
  
      8.  }
        9. 
 
 
 
 
      这里的delegate_是一个JSBindingsSessionDelegate对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void SendMessageToFrontend(const v8_inspector::StringView& message)
        2. 
  
  
  
  
      2.         override {
        3. 
  
  
  
  
      3.       Isolate* isolate = env_->isolate();
        4. 
  
  
  
  
      4.       HandleScope handle_scope(isolate);
        5. 
  
  
  
  
      5.       Context::Scope context_scope(env_->context());
        6. 
  
  
  
  
      6.       MaybeLocal v8string = String::NewFromTwoByte(isolate,
        7. 
  
  
  
  
      7.                                                            message.characters16(),
        8. 
  
  
  
  
      8.                                                            NewStringType::kNormal, message.length()
        9. 
  
  
  
  
      9.       );
        10. 
  
  
  
  
      10.       Local argument = v8string.ToLocalChecked().As();
        11. 
  
  
  
  
      11.       // 收到消息执行回调
        12. 
  
  
  
  
      12.       connection_->OnMessage(argument);
        13. 
  
  
  
  
      13. }
        14. 
  
  
  
  
      14. 
  
  
  
  
      15. // 执行JS层回调
        16. 
  
  
  
  
      16. void OnMessage(Local value) {
        17. 
  
  
  
  
      17.    MakeCallback(callback_.Get(env()->isolate()), 1, &value);
        18. 
  
  
  
  
      18. }
        19. 
 
 
 
 
      JS层回调逻辑如下。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. [onMessageSymbol](message) {
        2. 
  
  
  
  
      2.     const parsed = JSONParse(message);
        3. 
  
  
  
  
      3.     // 收到的消息如果是某个请求的响应，则有个id字段记录了请求对应的id，否则则触发事件
        4. 
  
  
  
  
      4.     if (parsed.id) {
        5. 
  
  
  
  
      5.        const callback = this[messageCallbacksSymbol].get(parsed.id);
        6. 
  
  
  
  
      6.        this[messageCallbacksSymbol].delete(parsed.id);
        7. 
  
  
  
  
      7.        if (callback) {
        8. 
  
  
  
  
      8.          callback(null, parsed.result);
        9. 
  
  
  
  
      9.        }
        10. 
  
  
  
  
      10.      } else {
        11. 
  
  
  
  
      11.        this.emit(parsed.method, parsed);
        12. 
  
  
  
  
      12.        this.emit('inspectorNotification', parsed);
        13. 
  
  
  
  
      13.      }
        14. 
  
  
  
  
      14.   }
        15. 
 
 
 
 
      主线程拿到Worker Session对一个的id，后续就可以通过命令NodeWorker.sendMessageToWorker加上该id和子线程通信。大致原理如下，主线程通过自己的channel和子线程的channel进行通信，从而达到控制子线程的目的。
      我们分析一下NodeWorker.sendMessageToWorker命令的逻辑，对应处理函数为DispatcherImpl::sendMessageToWorker。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void DispatcherImpl::sendMessageToWorker(...){
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::unique_ptr weak = weakPtr();
        3. 
  
  
  
  
      3.     DispatchResponse response = m_backend->sendMessageToWorker(in_message, in_sessionId);
        4. 
  
  
  
  
      4.     // 响应
        5. 
  
  
  
  
      5.     weak->get()->sendResponse(callId, response);
        6. 
  
  
  
  
      6.     return;
        7. 
  
  
  
  
      7. }
        8. 
 
 
 
 
      继续分析m_backend->sendMessageToWorker。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. DispatchResponse WorkerAgent::sendMessageToWorker(const String& message,
        2. 
  
  
  
  
      2.                                                   const String& sessionId) {
        3. 
  
  
  
  
      3.   workers_->Receive(sessionId, message);
        4. 
  
  
  
  
      4.   return DispatchResponse::OK();
        5. 
  
  
  
  
      5. }
        6. 
  
  
  
  
      6. 
  
  
  
  
      7. void NodeWorkers::Receive(const std::string& id, const std::string& message) {
        8. 
  
  
  
  
      8.   auto it = sessions_.find(id);
        9. 
  
  
  
  
      9.   it->second->Dispatch(Utf8ToStringView(message)->string());
        10. 
  
  
  
  
      10. }
        11. 
 
 
 
 
      sessions_对应的是和子线程的通信的数据结构CrossThreadInspectorSession。看一下该对象的Dispatch方法。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void Dispatch(const StringView& message) override {
        2. 
  
  
  
  
      2.     state_.Call(&MainThreadSessionState::Dispatch,
        3. 
  
  
  
  
      3.                 StringBuffer::create(message));
        4. 
  
  
  
  
      4. }
        5. 
 
 
 
 
      再次调了MainThreadSessionState::Dispatch
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void Dispatch(std::unique_ptr message) {
        2. 
  
  
  
  
      2.     session_->Dispatch(message->string());
        3. 
  
  
  
  
      3. }
        4. 
 
 
 
 
      session_是SameThreadInspectorSession对象。继续看它的Dispatch方法。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void SameThreadInspectorSession::Dispatch(
        2. 
  
  
  
  
      2.     const v8_inspector::StringView& message) {
        3. 
  
  
  
  
      3.   auto client = client_.lock();
        4. 
  
  
  
  
      4.   client->dispatchMessageFromFrontend(session_id_, message);}void dispatchMessageFromFrontend(int session_id, const StringView& message) {
        5. 
  
  
  
  
      5.     channels_[session_id]->dispatchProtocolMessage(message);
        6. 
  
  
  
  
      6. }
        7. 
 
 
 
 
      通过层层调用，最终拿到了一个合子线程通信的channel，dispatchProtocolMessage方法刚才已经分析过，该方法会根据命令做不同的处理，因为我们这里发送的是V8内置的命令，所以会交给V8 Inspector处理。当V8 Inspector处理完后，会通过ChannelImpl的sendResponse返回结果。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void sendResponse(
        2. 
  
  
  
  
      2.       int callId,
        3. 
  
  
  
  
      3.       std::unique_ptr message) override {
        4. 
  
  
  
  
      4.     sendMessageToFrontend(message->string());
        5. 
  
  
  
  
      5. }
        6. 
  
  
  
  
      6. 
  
  
  
  
      7.  void sendMessageToFrontend(const StringView& message) {
        8. 
  
  
  
  
      8.     delegate_->SendMessageToFrontend(message);
        9. 
  
  
  
  
      9.  }
        10. 
 
 
 
 
      这里的delegate_是ParentInspectorSessionDelegate对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void SendMessageToFrontend(const v8_inspector::StringView& msg) override {
        2. 
  
  
  
  
      2.   std::string message = protocol::StringUtil::StringViewToUtf8(msg);
        3. 
  
  
  
  
      3.   workers_->Send(id_, message);
        4. 
  
  
  
  
      4. }
        5. 
  
  
  
  
      5. 
  
  
  
  
      6. void NodeWorkers::Send(const std::string& id, const std::string& message) {
        7. 
  
  
  
  
      7.   auto frontend = frontend_.lock();
        8. 
  
  
  
  
      8.   if (frontend)
        9. 
  
  
  
  
      9.     frontend->receivedMessageFromWorker(id, message);
        10. 
  
  
  
  
      10. }
        11. 
  
  
  
  
      11. 
  
  
  
  
      12. void Frontend::receivedMessageFromWorker(const String& sessionId, const String& message){
        13. 
  
  
  
  
      13.     std::unique_ptr messageData = ReceivedMessageFromWorkerNotification::create()
        14. 
  
  
  
  
      14.         .setSessionId(sessionId)
        15. 
  
  
  
  
      15.         .setMessage(message)
        16. 
  
  
  
  
      16.         .build();
        17. 
  
  
  
  
      17.     // 触发NodeWorker.receivedMessageFromWorker       
        18. 
  
  
  
  
      18.     m_frontendChannel->sendProtocolNotification(InternalResponse::createNotification("NodeWorker.receivedMessageFromWorker", std::move(messageData)));
        19. 
  
  
  
  
      19. }
        20. 
 
 
 
 
      m_frontendChannel是主线程的ChannelImpl对象。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. void sendProtocolNotification(
        2. 
  
  
  
  
      2.     std::unique_ptr message) override {
        3. 
  
  
  
  
      3.     sendMessageToFrontend(message->serializeToJSON());
        4. 
  
  
  
  
      4. }
        5. 
  
  
  
  
      5. 
  
  
  
  
      6. void sendMessageToFrontend(const StringView& message) {
        7. 
  
  
  
  
      7.     delegate_->SendMessageToFrontend(message);
        8. 
  
  
  
  
      8. }
        9. 
 
 
 
 
      delegate_是C++层传入的JSBindingsSessionDelegate对象。最终通过JSBindingsSessionDelegate对象回调JS层，之前已经分析过就不再赘述。至此，主线程就具备了控制子线程的能力，但是控制方式有很多种。
      2.1 使用通用的V8命令
      通过下面代码收集子线程的CPU Profile信息。
       
 
 
 
        
  
  
  
  
      1. const { Worker, workerData } = require('worker_threads');
        2. 
  
  
  
  
      2. const { Session } = require('inspector');
        3. 
  
  
  
  
      3. const session = new Session();
        4. 
  
  
  
  
      4. session.connect();
        5. 
  
  
  
  
      5. let id = 1; 
                分享题目：Node.js子线程调试和诊断指南
                
        
                本文网址：http://www.hantingmc.com/qtweb/news41/49341.html
            
        
            
        
                网站建设、网络推广公司-创新互联，是专注品牌与效果的网站制作，网络营销seo公司；服务项目有等
                                
        
            
        
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