一文聊聊node的多程序和多執行緒

本篇文章帶大家瞭解一下node.js，介紹一下中的多程序和多執行緒，對比一下多程序和多執行緒，希望對大家有所幫助！

node.js中的多程序與多執行緒

在中，javascript程式碼的執行是單執行緒執行的，可是Node 本身其實是多執行緒的。

node本身分為三層

第一層,Node.js 標準庫，這部分是由 Javascript編寫的，即我們使用過程中直接能呼叫的 API,在原始碼中的 lib 目錄下可以看到。

第二層，Node bindings，這一層是 Javascript 與底層 C/C++ 能夠溝通的關鍵，前者通過 bindings 呼叫後者，相互交換資料，是第一層和第三層的橋樑。

第三層，是支撐 Node.js 執行的關鍵，由 C/C++ 實現，是node實現的一些底層邏輯。

其中，第三層的Libuv，為 Node.js 提供了跨平臺，執行緒池，事件池，非同步 I/O 等能力，是 Node.js 如此強大的關鍵。

由於Libuv提供了事件迴圈機制，所以在io處理方面，javascript並不會發生阻塞，所以我們用node搭建web服務時，並不需要擔心io量過大，導致其他請求阻塞。

可是，非io任務的執行，是在node主執行緒中執行的，是單執行緒執行任務，如果有非常消耗時間的同步計算任務，將會阻塞其他程式碼的執行。

const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

app.use(async (ctx) => {
    const url = ctx.request.url;
    if (url === '/') {
        ctx.body = {name: 'xxx', age: 14}
    }
    if(url==='/compute'){
        let sum=0
        for (let i = 0; i <100000000000 ; i++) {
        sum+=i    
        }
        ctx.body={sum}
    }
})
app.listen(4000, () => {
    console.log('http://localhost:4000/ start')
})

上面這串程式碼，如果http請求了 /compute ,node會呼叫cpu進行大量的計算，這時如果有其他http請求進入，將會發生阻塞。

那麼如何解決這個問題呢？

有兩種方案，一種是使用children_process或者cluster開啟多程序進行計算，一種是使用worker_thread 開啟多執行緒進行計算

多程序 vs 多執行緒

對比一下多執行緒與多程序：

屬性	多程序	多執行緒	比較
資料	資料共用複雜，需要用IPC；資料是分開的，同步簡單	因為共用程序資料，資料共用簡單，同步複雜	各有千秋
CPU、記憶體	佔用記憶體多，切換複雜，CPU利用率低	佔用記憶體少，切換簡單，CPU利用率高	多執行緒更好
銷燬、切換	建立銷燬、切換複雜，速度慢	建立銷燬、切換簡單，速度很快	多執行緒更好
coding	編碼簡單、偵錯方便	編碼、偵錯複雜	編碼、偵錯複雜
可靠性	程序獨立執行，不會相互影響	執行緒同呼吸共命運	多程序更好
分散式	可用於多機多核分散式，易於擴充套件	只能用於多核分散式	多程序更好

採用多執行緒來解決上面程式碼的計算問題：

//api.js
const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

const {Worker} = require('worker_threads')
app.use(async (ctx) => {
    const url = ctx.request.url;
    if (url === '/') {
        ctx.body = {name: 'xxx', age: 14}
    }

    if (url === '/compute') {
        const sum = await new Promise(resolve => {
            const worker = new Worker(__dirname+'/compute.js')
          //接收資訊
            worker.on('message', data => {
                resolve(data)
            })
        })
        ctx.body = {sum}

    }
})
app.listen(4000, () => {
    console.log('http://localhost:4000/ start')
})



//computer.js
const {parentPort}=require('worker_threads')
let sum=0
for (let i = 0; i <1000000000 ; i++) {
    sum+=i
}
//傳送資訊
parentPort.postMessage(sum)

這裡是官方檔案，worker_threads
https://nodejs.org/dist/latest-v16.x/docs/api/worker_threads.html

採用多程序來解決上面程式碼的計算問題：

//api.js
const Koa = require('koa');
const app = new Koa();
const {fork} = require('child_process')

app.use(async (ctx) => {
    const url = ctx.request.url;
    if (url === '/') {
        ctx.body = {name: 'xxx', age: 14}
    }

    if (url === '/compute') {
        const sum = await new Promise(resolve => {
          const worker =fork(__dirname+'/compute.js')
            worker.on('message', data => {
                resolve(data)
            })
        })
        ctx.body = {sum}

    }
})
app.listen(4000, () => {
    console.log('http://localhost:4000/ start')
})

//computer.js
let sum=0
for (let i = 0; i <1000000000 ; i++) {
    sum+=i
}
process.send(sum)

這裡是官方檔案，child_process
https://nodejs.org/dist/latest-v16.x/docs/api/child_process.html

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