站長資訊網(wǎng)為什么說 Node.js 不是完全的單線程？如何理解？下面本篇文章就來帶大家探討一下，希望對大家有所幫助！
相信大家都知道 node 是一個(gè)單線程程序，使用了 Event Loop 可以做到多并發(fā)?？上н@是不完全正確的。
那么為什么說 Node.js 不是完全的單線程的程序呢？
Node.js 是單線程的程序*
所有我們自己寫的 Javsacript，V8, event loop都跑在同一個(gè)線程里面，也就是 main thrad。
哎嗨，這不正說明 node 是單線程的嗎？
但是也許你不知道 node 有很多模塊背后都是 C++ code。
雖然 node 沒有給使用者暴露控制 thread 的權(quán)限，但是 C++ 是可以使用多線程的。
那么什么時(shí)候 node 會(huì)使用多線程呢？
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如果一個(gè) node 方法，背后調(diào)用C++的同步方法，那么都是跑在 main thread 里面的。
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如果一個(gè) node 方法，背后調(diào)用C++的異步方法，有時(shí)候不是跑在 main thread 里面的。
Talk is cheap, show me the code.
同步方法，跑在 main thread 里面
這里 crypto 相關(guān)模塊，很多是 C++ 寫的。下面一段程序是計(jì)算hash的函數(shù)，一般用來存儲(chǔ)密碼。
import { pbkdf2Sync } from "crypto"; const startTime = Date.now(); let index = 0; for (index = 0; index < 3; index++) { pbkdf2Sync("secret", "salt", 100000, 64, "sha512"); const endTime = Date.now(); console.log(`${index} time, ${endTime - startTime}`); } const endTime = Date.now(); console.log(`in the end`);
輸出的時(shí)間，
0 time, 44 1 time, 90 2 time, 134 in the end
可以看到每次大概都是花費(fèi)~45ms，代碼 main thread 上順序執(zhí)行。
注意最后的輸出是誰？ 注意這里一次 hash 在我的 cpu 需要~45ms。
異步 pbkdf2 方法，不跑在 main thread 里面
import { cpus } from "os"; import { pbkdf2 } from "crypto"; console.log(cpus().length); let startTime = console.time("time-main-end"); for (let index = 0; index < 4; index++) { startTime = console.time(`time-${index}`); pbkdf2("secret", `salt${index}`, 100000, 64, "sha512", (err, derivedKey) => { if (err) throw err; console.timeEnd(`time-${index}`); }); } console.timeEnd("time-main-end");
輸出的時(shí)間，
time-main-end: 0.31ms time-2: 45.646ms time-0: 46.055ms time-3: 46.846ms time-1: 47.159ms
這里看到，main thread 早早結(jié)束，然而每次計(jì)算的時(shí)間都是45ms，要知道一個(gè) cpu 計(jì)算 hash 的時(shí)間是45ms，這里 node 絕對使用了多個(gè)線程進(jìn)行hash計(jì)算。
如果我這里把調(diào)用次數(shù)改成10次，那么時(shí)間如下，可以看到隨著CPU核數(shù)的用完，時(shí)間也在增加。再一次證明node 絕對使用了多個(gè)線程進(jìn)行hash計(jì)算。
time-main-end: 0.451ms time-1: 44.977ms time-2: 46.069ms time-3: 50.033ms time-0: 51.381ms time-5: 96.429ms // 注意這里，從第五次時(shí)間開始增加了 time-7: 101.61ms time-4: 113.535ms time-6: 121.429ms time-9: 151.035ms time-8: 152.585ms
雖然這里證明了，node絕對啟用了多線程。但是有一點(diǎn)點(diǎn)小小的問題？我的電腦的CPU是AMD R5-5600U，有6個(gè)核心12線程啊。但是為什么時(shí)間是從第五次開始增加的呢，node沒有完全利用我的CPU?。?/p>
原因是什么呢？
Node 使用了預(yù)定義的線程池，這個(gè)線程池的大小默認(rèn)是4.
export UV_THREADPOOL_SIZE=6
讓我們在看一個(gè)例子，
HTTP request
import { request } from "https"; const options = { hostname: "www.baidu.com", port: 443, path: "/img/PC_7ac6a6d319ba4ae29b38e5e4280e9122.png", method: "GET", }; let startTime = console.time(`main`); for (let index = 0; index < 15; index++) { startTime = console.time(`time-${index}`); const req = request(options, (res) => { console.log(`statusCode: ${res.statusCode}`); console.timeEnd(`time-${index}`); res.on("data", (d) => { // process.stdout.write(d); }); }); req.on("error", (error) => { console.error(error); }); req.end(); } console.timeEnd("main");
main: 13.927ms time-2: 83.247ms time-4: 89.641ms time-3: 91.497ms time-12: 91.661ms time-5: 94.677ms ..... time-8: 134.026ms time-1: 143.906ms time-13: 140.914ms time-10: 144.088ms
這里主程序也早早結(jié)束了，這里我啟動(dòng) http request 去下載15次圖片，他們花費(fèi)的時(shí)間并沒有成倍增加，似乎不受限于線程池/cpu的影響。
為什么啊？？Node 到底有沒有在使用線程池??？
如果 Node 背后的 C++ 的異步方法，首先會(huì)嘗試是否有內(nèi)核異步支持，比如這里網(wǎng)絡(luò)請是使用 epoll （Linux），如果內(nèi)核沒有提供異步方式，Node才會(huì)使用自己的線程池。。
所以 http 請求雖然是異步，不過是由內(nèi)核實(shí)現(xiàn)的，等到內(nèi)核完成后，會(huì)通知C++， C++會(huì)通知給 main thread 處理callback。
那么 Node 哪些異步方法會(huì)使用線程池呢？哪些不會(huì)呢？
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原生 Kernal Async
- TCP/UDP server client
- Unix Domain Sockets (IPC)
- pipes
- dns.resolveXXX
- tty input(stdin etc)
- Unix signals
- Child process
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Thread pool
- fs.*
- dns.lookup
- pipe (edge case)
這也是大部分 Node 優(yōu)化的切入點(diǎn)。
但是這些怎么和最重要的 Event Loop 結(jié)合起來呢？
Event Loop
相信大家都對 Event loop 非常熟悉了。Event loop 好比一個(gè)分發(fā)員，
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如果是遇到普通 javascript 程序或者是 callback，交給 V8 處理。
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如果遇到同步方法后背是 C++ 寫的，交給C++，跑在 main thread。
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如果遇到異步方法后背是 C++ 寫的，如果有內(nèi)核異步支持，從main thread 交給內(nèi)核處理。
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如果是異步方法后背是 C++ 寫的，如果沒有內(nèi)核異步支持，從 main thread 交給 thread pool。
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thread pool 和內(nèi)核有結(jié)果都會(huì)把結(jié)果返回 event loop，如果注冊的有 javascript callback，就交給V8進(jìn)行處理。
然后如此循環(huán)，直到?jīng)]有東西可以處理。
所以 Node 不完全是單線程程序。
