thread_id.rs

• 主要类ThreadId，其功能是为线程生成不重复的线程id
• 主要学习到的内容
  • 内存排序，Atomic类不仅是原子操作，还有内存排序的功能

task_hooks.rs

1. 核心类型

TaskCallback

pub(crate) type TaskCallback = std::sync::Arc<dyn Fn(&TaskMeta<'_>) + Send + Sync>;

• 表示一个任务回调函数
• 使用Arc实现引用计数，支持多线程共享
• 接收&TaskMeta<'_>作为参数，包含任务元数据

TaskMeta

pub struct TaskMeta<'a> {
    id: super::task::Id,         // 任务ID
    spawned_at: SpawnedAt,       // 任务创建位置
    _p: std::marker::PhantomData<&'a ()>,
}

• 包含任务的基本数据
• 使用生命周期参数'a确保引用的有效性

TaskHooks

pub(crate) struct TaskHooks {
    pub(crate) task_spawn_callback: Option<TaskCallback>,  //任务生成
    pub(crate) task_terminate_callback: Option<TaskCallback>, //任务结束
    #[cfg(tokio_unstable)]
    pub(crate) before_poll_callback: Option<TaskCallback>,
    #[cfg(tokio_unstable)]
    pub(crate) after_poll_callback: Option<TaskCallback>,
}

• 在任务不同的状态回调

process.rs

主要解决Unix系统上孤儿进程回收问题

• 通过GlobalOrphanQueue管理需要回收的进程
• 使用SignalDriver监听SIGCHLD信号
• 非阻塞地检查子进程状态
• 孤儿进程指父进程已经终止或退出，但子进程仍在运行的进程。
• SIGCHLD是用于通知父进程其子进程状态发生变化的信号。

park.rs

实现线程的挂起与唤醒

driver.rs

在tokio运行时中扮演着聚合和管理不同I/O和系统事件驱动器的角色。主要处理线程的挂起和唤醒机制。

1. 驱动器聚合

• 它聚合了多种底层驱动器，包括I/O驱动器(IoDriver)，信号驱动器(SingalDriver)和事件驱动器(TimeDriver)

2. 唤醒/挂起支持

• 提供了park()和unpark()方法用于线程的挂起和唤醒
• park()方法会使当前线程进入休眠状态，等待事件发生
• unpark()方法用于唤醒被挂起的线程

3. 多模式支持

• 支持启用或禁用特定功能(如I/O驱动)的不同运行时配置
• 例如，IoStack枚举有Enabled和Disabled两种变体，分别对应启用和禁用I/O驱动的情况

4. 超时支持

• 提供了park_timeout()方法，允许线程唤醒在指定的超时后自动唤醒

5. 优秀设计

关注点分离，IoStack关注于parking,IoHandle关注于unparking

config.rs

runtime命令配置，用于定制运行时行为。以下是各字段的详细说明

1. global_queue_interval: Option<u32>

   • 控制从全局/远程任务队列拉取任务的频率
   • None表示每次检查全局队列
   • Some(n)表示每n个tick检查一次全局队列

2. event_interval: u32

   • 执行定时器和I/O事件检查的频率
   • 较小的值提高响应性，但可能增加CPU使用率

3. before_park: Option<Callback>

   • 工作线程挂起前执行的回调

   • 用于执行线程特定的清理或状态保存

4. after_unpark: Option<Callback>

   • 工作线程唤醒后执行的回调

   • 用于恢复线程特定状态或执行初始化

5. before_spawn: Option<TaskCallback>

   • 每个任务生成前执行的回调

   • 用于任务级别的监控或初始化

6. after_termination: Option<TaskCallback>

   • 每个任务终止后执行的回调

   • 用于资源清理或统计信息收集

7. before_poll: Option<TaskCallback> (仅限 unstable 特性)

   • 每次 poll 操作前执行的回调
   • 用于性能分析或调试

8. after_poll: Option<TaskCallback> (仅限 unstable 特性)

   • 每次 poll 操作后执行的回调

   • 通常与 before_poll 配对使用

9. LIFO 插槽相关配置（代码片段中未完全显示）

   • 用于优化任务调度

   • 特别适用于消息传递等模式

builder.rs

Runtime核心构建配置

I/O驱动enable_io和nevents

• enable_io：是否启用I/O驱动
  • 启用时：支持异步I/O操作（如TCP/UDP套接字、文件I/O等）
  • 禁用时：相关API将不可用，减少运行时开销
• nevents： 每次轮询时处理的最大事件数
  • 影响I/O吞吐量和响应性
  • 值越大，吞吐量可能越高，但延迟可能增加

事件驱动(enable_time)

• 控制是否启用时间相关的功能
• 启用时：
  • 支持tokio::time模块（如sleep、timeout等）
  • 允许使用定时器和时间相关的异步操作
• 禁用时：
  • 减少运行时开销
  • 事件相关API将不可用

时钟控制(start_paused)

• 控制运行时时钟的初始状态
• true：时钟从暂停状态开始
  • 时间不会自动推进
  • 适用于测试，可以精确控制时间
• false(默认)：使用系统时钟
  • 时间正常流逝
  • 适用于生产环境

时间驱动(Time Wheel)实现

• 使用多级时间轮管理定时器
• 每个时间轮有不同的精度，形成层级结构
  • 第一级：毫秒级精度
  • 第二级：秒级精度
  • 更高层：分钟/小时级精度
• 优点：O(1) 时间复杂度插入/删除定时器

系统调用

• 主要使用 timerfd (Linux) 或 kqueue (macOS) 等系统级定时器
• 与 I/O 多路复用集成，统一事件循环

与I/O驱动的集成

// 简化的时间轮结构
struct TimeWheel {
    // 不同精度的时间轮
    wheels: [Wheel; LEVELS],
    // 当前时间
    now: u64,
}