如何选择一个适合自己的开源项目来阅读

人们都说, 阅读源码是提高编程水平的一个极好的方法, 但是如何找到一个适合自己阅读的源码, 就蛋疼的很. 优秀的开源项目非常多, 肯定是看不完的. 而且如果没有一个明确的目的, 只是因为火就看, 则事倍功半.

我更像一个后台开发程序员, 所以以下观点都基于后台程序员的视角出发.

从 Node.js 和 Tornado 出发

评论区@双脚兽同学指出, 用 Node.js 和 Python 比较, Express(node.js的一个web框架) 和 Tornado 比较更为合适, 十分感谢.
因此下面的 Tornado 与 Node.js 比较的部分并不严谨, 希望谅解 T_T
相关知识可以参考: 等等,你可能误解nodejs了 – 通俗的概括nodejs的真相

这里官方用的”网络应用程序”, 整个描述没有提到”web”, “server” 等等概念. 这段话的描述中, 有两个是重点, 第一,就是chrome的v8引擎. 第二, 是事件驱动的非阻塞io模型. 把握住这两点, 我觉得就算掌握了nodejs的真谛了.

这么说吧, 举个例子, 类比来说, 概念上, nodejs相当于.net, jvm 或者 python. 它是一个运行平台, 只不过它运行的是javascript语言而已. 类似地, .net一般运行C#, vb等编译过后的il. 而jvm一般运行java编译成的字节码, python一般运行python语言.

在几个月前, 我学习了 Tornado 框架并用来做了一个项目; 而 Node.js 则是最近几天才开始学的. 所以很可能会有说的不严谨的地方.

Tornado 是一个异步非阻塞服务器应用与轻量级Web框架的结合体. Node.js 则是一个开源跨平台的运行环境(runtime environment). 在我看来, Node.js 基本上就是一个服务器应用了, 因为这一部分和 Tornado 的服务器部分几乎是一模一样.

我们的问题主要是应该选择什么样的开源代码来阅读, 目前为止, 我们可以选择的项目有Tornado和Node.js了. 先不着急做出决定, 继续向深处探索一番. 首先化简问题, 因为 Node.js 的优势并非仅仅是异步非阻塞提供的高性能, 还有很多其他的东西, 我们暂时不管那些其他的部分.

• Tornado = AIO Server + Web Framework
• Node.js = AIO Server

如果学习过操作系统, 就会知道 Linux 下这两个程序之所以达到如此高性能的效果, 归功于 Linux 2.6 Kernel 提供的epoll. 我的思路是, Node.js 如果在 Linux 下运行, 一定会调用操作系统提供的 epoll; 如果在 Windows 下运行, 一定会调用操作系统提供的 IOCP.

顺着这个思路, 我发现了 libuv 和 pyuv 这两个开源项目.

• libuv: 一般认为, libuv 是因 nodejs 而生. libuv的作用是对用户隐藏操作系统的差异, 封装Linux的libev和 windows 的 IOCP 等等, 提供跨平台的异步操作库.
• pyuv:　给 Python 提供一个调用 libuv 的接口

屡清关系

上面提到了nodejs, tornado, libuv, pyuv, libev, IOCP 这些概念(项目), 他们中大部分都可以找到开源代码, 如果想要从中选择出合适自己学习的项目, 最好的办法是先缕清他们的关系.

首先, Tornado 和 node.js 都可以用来做网站后台服务器应用. 而 Tornado 更是提供了一个 Web 框架.

Tornado 的 Web 框架提供了视图和路由功能, 利用这一点我们可以很容易写出一个 MVC 模式的 Web 应用. 对于Web框架来说, 他直接从服务器应用拿到用户的 request, 处理完毕后得到一个 response, 直接给回服务器就可以了, 是不需要了解 request 如何传输过来以及 response 如何返回给用户的细节的.

由于同时会有很多客户端向服务器发起请求, 服务器要尽快处理这些请求, 提高性能一般是让cpu在单位时间里面尽量可以处理更多的I/O请求, 方法一般就是采用阻塞的多线程, 或者非阻塞的单线程(当然也可以多线程或者多进程).

无论是采用哪一种I/O模型, 都要有操作系统的支持, 如果CPU没有中断功能, 操作系统就没有锁的功能, 也就没有信号量, 没有Monitor等一系列同步机制.

对于 Tornado 来说, Python 解释器提供了上述一系列的同步机制. 因此 Tornado 到底能用什么样的 I/O 模型, 直接取决于 Python 解释器.

而 Python 解释器是运行在操作系统之上, 如果操作系统不提供锁, 那么解释器也无法做出一把锁. 因此 Tornado 到底能用什么样的 I/O 模型, 间接取决于操作系统.

我想 Node.js 也是一样的道理.

得出结论

• 如果想知道一个网站的框架是如何将路由, 视图(html, css, js之类), 数据处理拼在一起的, 那么可以阅读 Tornado 源码中的 Web 框架部分.
• 如果想知道同时有很多很多的 request 到来, 服务器应用是如何利用操作系统提供的接口来完成高并发处理的, 可以阅读 Tornado 的服务器部分或者 Node.js的源码
• 如果想知道, 不同的操作系统提供了不同的接口, 如何在这个基础上构建出一个跨平台的统一接口, 可以阅读 libuv 的源码
• 如果想知道在 Linux 操作系统下, 到底是如何实现这些I/O接口的, 可以阅读 libev 的源码
• 如果想知道如何利用 libuv, 在 Python 下也可以调用跨平台 I/O 接口, 可以阅读 pyuv 的源码

不仅如此, 我们由结论还可以知道更多: 如果想看 libuv 的源码, 知道 libuv 是如何实现的, 首先得会用它. 只有知道它的作用, 看起源码来才有一个目的性. 要想知道如何使用 libuv, 得参考其上面一层的 Tornado 源码中的很小一部分, 或者查阅 libuv 的文档.

选择源码的一般方法

1. 列出一些感兴趣的关键字
2. 对关键字的上层和下层进行了解
3. 梳理出整个关系图
4. 得出结论, 做出选择

经过刚刚几个步骤, 我们由对 Tornado 和 Node.js 的一些模糊的认识, 逐渐梳理出从用户发起请求, 到操作系统甚至硬件层面的一条比较清晰的路线. 虽然一行源码都还没看, 已经知道了我们看不同的源码, 分别能学到什么知识. 在这个基础上, 选择适合自己当前需求的源码来阅读, 就能事半功倍了.