Node单线程 - 怎么理解"单线程"/Node实现多线程

GreshamElton 发布于1年前

Node单线程的理解

  • Node 是单线程的指的是 JavaScript 的执行是单线程的,但 Javascript 的宿主环境,无论是 Node 还是浏览器都是多线程的
  • 在 Node 启动后,会创建 v8 的实例,这个实例是多线程的(在活动监视器中看到的是多个线程)
  • 举例node的线程

    • 主线程:编译、执行代码。
    • 编译/优化线程:在主线程执行的时候,可以优化代码。
    • 分析器线程:记录分析代码运行时间,为 Crankshaft 优化代码执行提供依据。
    • 垃圾回收的几个线程
  • 问题

    • 对 cpu 利用不足
    • 某个未捕获的异常可能会导致整个程序的退出等
  • 解决:使node具有多线程的实力

    • 假:多进程的方式来模拟多线程 cluster(多进程模型)

      • cluster 实现了对 child_process 的封装,通过 fork 方法创建子进程的方式实现了多进程模
      • 优秀代表:pm2
    • 真:实验性质的模块 worker_threads (Node 10.5.0 的发布,官方才给出了一个 给 Node 提供真正的多线程能力)

进程process和线程thread的区别

  • 进程:是资源(CPU、内存等)分配的基本单位它是程序执行时的一个实例。程序运行时系统就会创建一个进程,并为它分配资源,然后把该进程放入进程就绪队列,进程调度器选中它的时候就会为它分配CPU时间,程序开始真正运行
  • 线程:程序执行时的最小单位它是进程的一个执行流,是CPU调度和分派的基本单位一个进程可以由很多个线程组成,线程间共享进程的所有资源,线程由CPU独立调度执行,在多CPU环境下就允许多个线程同时运行。同样多线程也可以实现并发操作,每个请求分配一个线程来处理
  • 区别/优劣

    • 进程是资源分配的最小单位,线程是程序执行的最小单位
    • 进程有自己的独立地址空间,每启动一个进程,系统就会为它分配地址空间,建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段,这种操作非常昂贵。而线程是共享进程中的数据的,使用相同的地址空间,因此CPU切换一个线程的花费远比进程要小很多,同时创建一个线程的开销也比进程要小很多。
    • 线程之间的通信更方便,同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据,而进程之间的通信需要以通信的方式(IPC)进行。不过如何处理好同步与互斥是编写多线程程序的难点
    • 但是多进程程序更健壮,多线程程序只要有一个线程死掉,整个进程也死掉了,而一个进程死掉并不会对另外一个进程造成影响,因为进程有自己独立的地址空间。
  • 补充理解

    计算机的核心是CPU,它承担了所有的计算任务。它就像一座工厂,时刻在运行

    一个车间开工的时候,其他车间都必须停工。背后的含义就是,单个CPU一次只能运行一个任务

    • 进程:CPU所能处理的单个任务。任一时刻,CPU总是运行一个进程,其他进程处于非运行状态

一个车间里,可以有很多工人。他们协同完成一个任务

  • 线程:

    • 一个进程可以包括多个线程
    • 一个进程的内存空间是共享的,每个线程都可以使用这些共享内存。(每间房间的大小不同,有些房间最多只能容纳一个人,比如厕所。里面有人的时候,其他人就不能进去了)
    • 一个线程使用某些共享内存时,其他线程必须等它结束,才能使用这一块内存

      • "互斥锁":防止多个线程同时读写某一块内存区域(一个防止他人进入的简单方法,就是门口加一把锁。先到的人锁上门,后到的人看到上锁,就在门口排队,等锁打开再进去)
    • 某些内存区域,只能供给固定数目的线程使用。

      • "信号量")(Semaphore),用来保证多个线程不会互相冲突(还有些房间,可以同时容纳n个人,比如厨房。也就是说,如果人数大于n,多出来的人只能在外面等着,就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把钥匙,出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了,就知道必须在门口排队等着了)
  • 操作系统设计

    (1)以多进程形式,允许多个任务同时运行;

    (2)以多线程形式,允许单个任务分成不同的部分运行;

    (3)提供协调机制,一方面防止进程之间和线程之间产生冲突,另一方面允许进程之间和线程之间共享资源

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