Node單線程 - 怎麼理解"單線程"/Node實現多線程

Node單線程的理解

• Node 是單線程的指的是 JavaScript 的執行是單線程的，但 Javascript 的宿主環境，不管是 Node 仍是瀏覽器都是多線程的
• 在 Node 啓動後，會建立 v8 的實例，這個實例是多線程的(在活動監視器中看到的是多個線程)

• 舉例node的線程

  • 主線程：編譯、執行代碼。
  • 編譯/優化線程：在主線程執行的時候，能夠優化代碼。
  • 分析器線程：記錄分析代碼運行時間，爲 Crankshaft 優化代碼執行提供依據。
  • 垃圾回收的幾個線程

• 問題

  • 對 cpu 利用不足
  • 某個未捕獲的異常可能會致使整個程序的退出等

• 解決：使node具備多線程的實力

  • 假：多進程的方式來模擬多線程 cluster(多進程模型)

    • cluster 實現了對 child_process 的封裝，經過 fork 方法建立子進程的方式實現了多進程模
    • 優秀表明：pm2
  • 真：實驗性質的模塊 worker_threads （Node 10.5.0 的發佈，官方纔給出了一個 給 Node 提供真正的多線程能力）

進程process和線程thread的區別

• 進程：是資源（CPU、內存等）分配的基本單位它是程序執行時的一個實例。程序運行時系統就會建立一個進程，併爲它分配資源，而後把該進程放入進程就緒隊列，進程調度器選中它的時候就會爲它分配CPU時間，程序開始真正運行
• 線程：程序執行時的最小單位它是進程的一個執行流，是CPU調度和分派的基本單位一個進程能夠由不少個線程組成，線程間共享進程的全部資源，線程由CPU獨立調度執行，在多CPU環境下就容許多個線程同時運行。一樣多線程也能夠實現併發操做，每一個請求分配一個線程來處理

• 區別/優劣

  • 進程是資源分配的最小單位，線程是程序執行的最小單位。
  • 進程有本身的獨立地址空間，每啓動一個進程，系統就會爲它分配地址空間，創建數據表來維護代碼段、堆棧段和數據段，這種操做很是昂貴。而線程是共享進程中的數據的，使用相同的地址空間，所以CPU切換一個線程的花費遠比進程要小不少，同時建立一個線程的開銷也比進程要小不少。
  • 線程之間的通訊更方便，同一進程下的線程共享全局變量、靜態變量等數據，而進程之間的通訊須要以通訊的方式（IPC)進行。不過如何處理好同步與互斥是編寫多線程程序的難點。
  • 可是多進程程序更健壯，多線程程序只要有一個線程死掉，整個進程也死掉了，而一個進程死掉並不會對另一個進程形成影響，由於進程有本身獨立的地址空間。

補充理解

計算機的核心是CPU，它承擔了全部的計算任務。它就像一座工廠，時刻在運行

• 進程：CPU所能處理的單個任務。任一時刻，CPU老是運行一個進程，其餘進程處於非運行狀態（一個車間開工的時候，其餘車間都必須停工。背後的含義就是，單個CPU一次只能運行一個任務）

• 線程：（一個車間裏，能夠有不少工人。他們協同完成一個任務）

  • 一個進程能夠包括多個線程
  • 一個進程的內存空間是共享的，每一個線程均可以使用這些共享內存。(每間房間的大小不一樣，有些房間最多隻能容納一我的，好比廁所。裏面有人的時候，其餘人就不能進去了)

  • 一個線程使用某些共享內存時，其餘線程必須等它結束，才能使用這一塊內存

    • "互斥鎖"：防止多個線程同時讀寫某一塊內存區域(一個防止他人進入的簡單方法，就是門口加一把鎖。先到的人鎖上門，後到的人看到上鎖，就在門口排隊，等鎖打開再進去)

  • 某些內存區域，只能供給固定數目的線程使用。

    • "信號量")（Semaphore），用來保證多個線程不會互相沖突(還有些房間，能夠同時容納n我的，好比廚房。也就是說，若是人數大於n，多出來的人只能在外面等着，就是在門口掛n把鑰匙。進去的人就取一把鑰匙，出來時再把鑰匙掛回原處。後到的人發現鑰匙架空了，就知道必須在門口排隊等着了)
• 操做系統設計

  （1）以多進程形式，容許多個任務同時運行；

  （2）以多線程形式，容許單個任務分紅不一樣的部分運行；

  （3）提供協調機制，一方面防止進程之間和線程之間產生衝突，另外一方面容許進程之間和線程之間共享資源