进程 和 线程

进程 和 线程

进程

进程：是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象，在一个系统上可以同时运行务个

进程，而每个进程都好像在独占地使用硬件。

打开多个程序，是一个进程的指令和另一个进程的指令是交错执行的。在大多数系统中，需要运行的进程数是多于可以运行它们的CPU个数的。传统系统在一个时刻只能执行一个程序，而先进的多核处理器同时能够执行多个程序。无论是在单核还是多核系统中，一个CPU看上去都像是在并发地执行多个进程（CPU太太太快了，那当多个任务要执行的时候怎么办呢？轮流着来?或者谁优先级高谁来？不管怎么样的策略，一句话就是在CPU看来就是轮流着来），这是通过处理器在进程间切换来实现的.操作系统实现这种交错执行的机制称为上下文切换。

上下文切换：操作系统保持跟踪进程运行所需的所有状态信息。这种状态也就是上下文，包括许多信息，比如 PC 和寄存器文件的当前值，以及主存的内容（进程是cpu资源分配的最小单位）。在任何一个时刻，单处理希系统都只能执行一个进程的代码.当操作系统决定要把控制权从当前进程转移到某个新进程时，就会进行上下丈切挽，即保存当前进程的上下文（等着下一次 CPU 临幸）、恢复新进程的上下文，然后将控制权传递到新进程。新进程就会从它上次停止的地方开始。

线程

一个进程实际上可以由多个称为线程的 执行単元 组成，每个线程都运行在进程的上下文中，并共享同样的代码和全局数据。

比喻：

进程的颗粒度太大，每次都要有上下的调入，保存，调出。一个运行在电脑上的软件，那么一个软件的执行不可能是一条逻辑就能执行完的，必定有多个分支和多个程序段，就好比要实现程序A，实际分成 a，b，c等多个块组合而成。那么这里具体的执行就可能变成：

程序A得到CPU临幸：CPU加载上下文，开始执行程序 A 的 a 小段，然后执行A的 b 小段，然后再执行A的 c 小段，最后CPU保存A的上下文。

这里a，b，c的执行是共享了A的上下文，CPU在执行的时候没有进行上下文切换的。这里的a，b，c就是线程，也就是说线程是共享了进程的上下文环境，的更为细小的CPU时间段。

Node

线程是cpu调度的一个基本单位，一个cpu同时只能执行一个线程的任务，同样一个线程任务也只能在一个cpu上执行

• 这个线程挂掉后整个程序就会挂掉；
• 所以如果你运行Node.js的机器是像i5，i7这样多核cpu无法充分利用多核资源

Event loop

事件循环是 node 处理非阻塞 I/O 操作的机制。

macro-task 大概包括：

• setTimeout
• setInterval
• setImmediate
• script（整体代码)
• I/O 操作等。

micro-task 大概包括：

• process.nextTick(与普通微任务有区别，在微任务队列执行之前执行)
• new Promise().then() 回调等。

下面的图表展示了事件循环操作顺序的简化概览:

每个框被称为事件循环机制的一个阶段。

每个阶段都有一个 FIFO 队列来执行回调。虽然每个阶段都是特殊的，但通常情况下，当事件循环进入给定的阶段时，它将执行特定于该阶段的任何操作，然后执行该阶段队列中的回调，直到队列用尽或最大回调数已执行。当该队列已用尽或达到回调限制，事件循环将移动到下一阶段.

各个 Node 版本有差异，以 Node 11 往后的版本讨论，它比较趋于和浏览器行为一致：一旦执行一个阶段里的一个宏任务(setTimeout, setInterval和 setImmediate)，就立刻执行对应的微任务队列

阶段概述

• 定时器：本阶段执行已经被 ​setTimeout()​ 和 ​setInterval()​ 的调度回调函数。
• 待定回调：执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调。
• idle, prepare：仅系统内部使用。
• 轮询：检索新的 I/O 事件;执行与 I/O 相关的回调（几乎所有情况下，除了关闭的回调函数，那些由计时器和 ​setImmediate()​ 调度的之外），其余情况 node 将在适当的时候在此阻塞。
• 检测：​setImmediate()​ 回调函数在这里执行。
• 关闭的回调函数：一些关闭的回调函数，如：​socket.on('close', ...)​。

child_process

使用方法 :    

• spawn spawn('node', ['worker.js']) 启动一个字进程来执行命令   
• exec exec('node worker.js', (err, stdout, stderr) => {}) 启动一个子进程来执行命令，有回调
• execFile('worker.js') 启动一个子进程来执行可执行的文件

（头部要添加#!/usr/bin/env node）   

• fork('worker.js') ，不过这里只需要自定js文件模块即可

子进程创建服务的时候，多个进程监听一个端口：

• 最简单的就是每个子进程都使用不同的端口
• 第二种方案是，在主进程进行端口的监听，然后将监听的套接字传给子进程。

cluster

它可以通过一个父进程管理一堆子进程的方式来实现集群的功能。

cluster 底层就是 child_process。

进程守护

• 普通的逻辑错误：监听 uncaughtException
• 僵尸进程（进程存在，但是啥活都干不了）：心跳检测（每个 1min 我给你发一条消息，如果超过3次你没有回复我，认为你心跳停止）
• 内存监控