Node单线程 - 怎么理解"单线程"/Node实现多线程

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

• 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）

• 线程：（一个车间里，可以有很多工人。他们协同完成一个任务）

  • 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