Es posible que node reciba peticiones concurrentes?
#No.
Las peticiones, antes de llegar a Node, son procesadas por el Sistema Operativo, que las coloca en una cola. Aun suponiendo que tuviéramos varias interfaces de red, y que realmente varias peticiones llegaran exactamente a la vez, el propio Sistema Operativo las encolaría de forma secuencial (aproximadamente en el orden de llegada). Si la cola estuviera llena, la petición se descarta. El protocolo TCP se encarga del resto, avisando de paquetes perdidos, y las máquinas origen reenvían los paquetes y ajustan automáticamente la velocidad de envío. Todo esto ocurre antes de que Node reciba la petición.
En cualquier caso, Node se limita a sacar eventos de la cola de 1 en 1. El cómo los eventos han sido colocados ahí, y el orden en el que se han producido y encolado es irrelevante.
cuando existen callbacks que comparten la escritura de una misma variable, como trata node esta situación?
#Las instrucciones de JavaScript son atómicas.
El modelo de eventos de JavaScript (y por extensión el de Node) es muy simple: usa el patrón reactor:
- Se recoge un evento de la cola
- Se procesa todo el código JavaScript asociado, hasta llegar al último
return
.
Eso quiere decir que, en un momento dado, solo puede existir una instrucción de JavaScript en ejecución. En otras palabras, la ejecución puede estar en un punto cualquiera del programa ... pero solo en 1 punto. En tu código, en un momento dado cualquiera, se estará ejecutando código del get( '/addvalue' )
o del get( '/getvalues' )
. Por lo tanto, tu instrucción
my_global_var[my_global_var.length] = new_value;
desde el punto de vista de Node y de JavaScript, se ejecutará siempre de forma atómica. No es posible corromper esa variable ni dejarla en estado inconsistente.
Como último apunte: las llamadas setTimeout( )
y setInterval( )
se limitan a colocar un evento en la cola (mas o menos). Su ejecución es muy rápida, y no rompen el modelo de eventos: no esperan a que pase el tiempo, sino que generan un evento ejecutar código
que será procesado cuando le llegue el turno, como todos los demás.
Con lo anterior, tenemos cubiertos la mayoría de los casos ... excepto 1:
¿ Que pasa si una operación de Entrada/Salida queda bloqueada y otra función modifica una variable necesaria para esa Entrada/Salida ?
En tu ejemplo, supongamos que llega un momento en que tu variable my_global_var
llega a tener varios millones de elementos. Enviar esa cantidad de datos requiere cierta cantidad de tiempo ... sobre todo si la red está saturada.
¿ Sería posible modificar esa variable antes de enviarla por completo ?
Node soluciona este problema de una forma muy sencilla, que tu ya usas en tu código:
JSON.stringify( my_global_var )
Ahí está el truco. El envío de los datos tardará mas o menos tiempo ... pero la ejecución de stringify( )
es atómica. Lo que tu estás enviando no es tu variable my_global_var
, sino una representación en formato de texto generada a partir de la variable en un momento dado. Y esa generación es atómica, por lo que no es posible modificar la variable en mitad de esa generación.
Como dicen en mi pueblo, hecha la ley, hecha la trampa
. Conociendo este truco, nos surgen nuevas preguntas:
¿ Y si envío una gran cantidad de datos que ya están en formato texto ?
Aquí entra en juego las características del propio lenguaje. Las cadenas de texto son inmutables. Si intentas enviar directamente una cadena ... pues se realiza una copia de la misma. Recordemos que, en JavaScript, el paso de valores inmutables como argumentos implica su copia. Copia que se realiza de forma atómica. Por lo tanto, aunque modifiques la cadena original, la copia ya estará hecha y no habrá consecuencias. Es una versión automágica de lo visto anteriormente: no envías el dato, sino una representación del mismo.
¿ Y si hago uso de funciones que si soportan el envío de datos complejos (mutables) ?
Sobre este caso, no he encontrado información disponible. Así que no nos quedará mas remedio que comprobarlo por nosotros mismos. Acudimos a la mejor fuente de información autorizada: la documentación de Node: API for Stream Implementers
#writable._write( chunk, encoding, callback )
All Writable stream implementations must provide a writable._write( )
method to send data to the underlying resource.
Vamos a simular al mas bajo nivel posible el comportamiento de una red saturada. Para ello, nos crearemos nuestro propio stream. Y esa es la función clave a implementar ... así que manos a la obra: Nos fabricaremos un stream que sea muy lento en el consumo de datos, y observamos lo que pasa si modificamos datos en mitad de su consumición:
const Streams = require( 'stream' );
const { Buffer } = require( 'buffer' );
var data = Buffer.from( 'a'.repeat( 10000000 ) );
var slowStream;
class SlowStream extends Streams.Writable {
constructor( options ) {
super( options );
}
_write( chunk, encoding, callback ) {
console.log( 'Length:', chunk.length, 'First char:', chunk[0] );
setTimeout( function( ) {
callback( null );
}, 300 );
}
}
slowStream = new SlowStream( );
setTimeout( function( ) {
console.log( 'Fill data with <b>' );
data.fill( 'b' );
}, 400 );
console.log( 'Start writing' );
slowStream.write( data );
Para mi sorpresa, el resultado fue:
Start writing
Length: 10000000 First char: 97
Fill data with <b>
La primera en la frente. Yo esperaba que Node troceara el chunk
de alguna forma, basándose en el tamaño de algún buffer interno o algo ... pero no, la función lo recibe tal cual.
Bueno, no pasa nada. Eliminamos el setTimeout( )
y hacemos algunos otros cambios menores:
const Streams = require( 'stream' );
const { Buffer } = require( 'buffer' );
var data = Buffer.from( 'a'.repeat( 50000000 ) );
var slowStream;
class SlowStream extends Streams.Writable {
constructor( options ) {
super( options );
}
_write( chunk, encoding, callback ) {
console.log( 'Enter:', chunk.length, 'First char:', chunk[0] );
setTimeout( function( ) {
console.log( 'Leave:', chunk.length, 'First char:', chunk[0] );
callback( null );
}, 300 );
}
}
slowStream = new SlowStream( );
console.log( 'Start writing' );
slowStream.write( data );
console.log( 'Fill data with <b>' );
data.fill( 'b' );
Con estos cambios, la salida fue:
Start writing
Enter: 50000000 First char: 97
Fill data with <b>
Leave: 50000000 First char: 98
#¡¡ El objeto mutable puede ser modificado en mitad de la operación !!
#¡¡ Es posible corromper a nivel lógico un dato compartido !!
Bueno, pues terminamos ya. En resumen:
- Node usa el patrón Reactor: saca eventos de una cola, procesa todo el código JavaScript asociado, y continua con el siguiente evento.
- Puesto que se ejecuta todo el código, cualquier modificación en un dato es atómica: no se puede interrumpir y dejar un dato corrupto a bajo nivel.
- El Sistema Operativo garantiza que, aun recibiendo múltiples peticiones simultáneas, estás se encolaran de 1 en 1, en el orden aproximado en el que se reciben.
- Node normalmente no envía datos, sino representaciones de los datos en un momento dado.
- Si se envían datos inmutables, JavaScript los copia al pasarlos como argumento. Modificaciones del original no afectan.
- Si se envían datos mutables y el envío es interrumpido, es posible corromper a nivel lógico los datos.
- Cada implementación de un
Stream.Writable
es responsable del manejo de los datos si estos son mutables: pueden copiarlos, generar una representación, ... o enviar datos incorrectos.