核心要點(diǎn)

• JavaScript運(yùn)行時(shí)使用單線程處理，這可能導(dǎo)致Node.js應(yīng)用程序在處理多個(gè)用戶請(qǐng)求時(shí)出現(xiàn)瓶頸。多線程有助于防止這些瓶頸。
• Node.js工作線程允許在單獨(dú)的線程上進(jìn)行異步處理，從而提高性能。但是，它們無法處理諸如數(shù)據(jù)庫連接之類的復(fù)雜對(duì)象，并且在傳遞到工作線程和從工作線程傳遞數(shù)據(jù)時(shí)必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化。
• Node.js子進(jìn)程可以啟動(dòng)另一個(gè)應(yīng)用程序，傳遞數(shù)據(jù)并接收結(jié)果。它們不如工作線程高效，并且更耗費(fèi)進(jìn)程資源，但可以在依賴Node.js外部進(jìn)程時(shí)使用。
• Node.js集群允許分叉相同的進(jìn)程以更有效地處理負(fù)載。它們還可以處理實(shí)例失敗時(shí)的重啟，并在分叉的進(jìn)程之間進(jìn)行通信，但是代碼可能會(huì)變得越來越復(fù)雜。
• 進(jìn)程管理器和容器編排可以在無需編寫集群代碼的情況下運(yùn)行多個(gè)Node.js應(yīng)用程序?qū)嵗?，因此它們非常適合實(shí)時(shí)服務(wù)器。容器模擬操作系統(tǒng)，允許應(yīng)用程序在單個(gè)設(shè)備上或數(shù)千臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行。

JavaScript運(yùn)行時(shí)使用單線程處理。引擎一次只執(zhí)行一項(xiàng)操作，必須完成執(zhí)行才能執(zhí)行其他任何操作。這在瀏覽器中很少會(huì)導(dǎo)致問題，因?yàn)閱蝹€(gè)用戶與應(yīng)用程序交互。但是，Node.js應(yīng)用程序可能正在處理數(shù)百個(gè)用戶請(qǐng)求。多線程可以防止應(yīng)用程序中的瓶頸?？紤]一個(gè)Node.js Web應(yīng)用程序，其中單個(gè)用戶可以觸發(fā)一個(gè)復(fù)雜的、耗時(shí)10秒的JavaScript計(jì)算。在該計(jì)算完成之前，應(yīng)用程序?qū)o法處理來自任何其他用戶的傳入請(qǐng)求。PHP和Python等語言也是單線程的，但它們通常使用多線程Web服務(wù)器，該服務(wù)器在每個(gè)請(qǐng)求上啟動(dòng)解釋器的新的實(shí)例。這是資源密集型的，因此Node.js應(yīng)用程序通常提供自己的輕量級(jí)Web服務(wù)器。Node.js Web服務(wù)器在單線程上運(yùn)行，但JavaScript通過其非阻塞事件循環(huán)來減輕性能問題。應(yīng)用程序可以異步執(zhí)行在其他操作系統(tǒng)線程上運(yùn)行的文件、數(shù)據(jù)庫和HTTP等操作。事件循環(huán)繼續(xù)運(yùn)行，并且可以在等待I/O操作完成時(shí)處理其他JavaScript任務(wù)。不幸的是，長時(shí)間運(yùn)行的JavaScript代碼（例如圖像處理）可能會(huì)占用事件循環(huán)的當(dāng)前迭代。本文解釋了如何使用以下方法將處理轉(zhuǎn)移到另一個(gè)線程：- 工作線程 - 子進(jìn)程 - 集群 - 進(jìn)程管理器 - 容器

Node.js工作線程

工作線程相當(dāng)于Node.js中的Web Worker。主線程將數(shù)據(jù)傳遞給另一個(gè)腳本，該腳本在單獨(dú)的線程上（異步）處理它。主線程繼續(xù)運(yùn)行，并在工作線程完成其工作時(shí)運(yùn)行回調(diào)事件。

請(qǐng)注意，JavaScript使用其結(jié)構(gòu)化克隆算法在將數(shù)據(jù)傳遞到工作線程和從工作線程傳遞數(shù)據(jù)時(shí)將其序列化為字符串。它可以包含本機(jī)類型，例如字符串、數(shù)字、布爾值、數(shù)組和對(duì)象——但不包括函數(shù)。您將無法傳遞復(fù)雜的對(duì)象——例如數(shù)據(jù)庫連接——因?yàn)榇蠖鄶?shù)對(duì)象都具有無法克隆的方法。但是，您可以：- 在主線程中異步讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)并將結(jié)果數(shù)據(jù)傳遞給工作線程。- 在工作線程中創(chuàng)建另一個(gè)連接對(duì)象。這將產(chǎn)生啟動(dòng)成本，但如果您的函數(shù)需要進(jìn)一步的數(shù)據(jù)庫查詢作為計(jì)算的一部分，則可能是可行的。

Node.js工作線程API在概念上類似于瀏覽器中的Web Workers API，但是存在句法差異。Deno和Bun都支持瀏覽器和Node.js API。

工作線程演示

以下演示顯示一個(gè)Node.js進(jìn)程，該進(jìn)程每秒將當(dāng)前時(shí)間寫入控制臺(tái)：在一個(gè)新的瀏覽器選項(xiàng)卡中打開Node.js演示。然后，在主線程上啟動(dòng)一個(gè)長時(shí)間運(yùn)行的擲骰子計(jì)算。循環(huán)完成1億次迭代，這會(huì)停止時(shí)間的輸出：

<code>timer process 12:33:18 PM
timer process 12:33:19 PM
timer process 12:33:20 PM
NO THREAD CALCULATION STARTED...
┌─────────┬──────────┐
│ (index) │  Values  │
├─────────┼──────────┤
│    2    │ 2776134  │
│    3    │ 5556674  │
│    4    │ 8335819  │
│    5    │ 11110893 │
│    6    │ 13887045 │
│    7    │ 16669114 │
│    8    │ 13885068 │
│    9    │ 11112704 │
│   10    │ 8332503  │
│   11    │ 5556106  │
│   12    │ 2777940  │
└─────────┴──────────┘
processing time: 2961ms
NO THREAD CALCULATION COMPLETE

timer process 12:33:24 PM
</code>

完成之后，相同的計(jì)算將在工作線程上啟動(dòng)。在骰子處理發(fā)生時(shí)，時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行：

<code>WORKER CALCULATION STARTED...
  timer process 12:33:27 PM
  timer process 12:33:28 PM
  timer process 12:33:29 PM
┌─────────┬──────────┐
│ (index) │  Values  │
├─────────┼──────────┤
│    2    │ 2778246  │
│    3    │ 5556129  │
│    4    │ 8335780  │
│    5    │ 11114930 │
│    6    │ 13889458 │
│    7    │ 16659456 │
│    8    │ 13889139 │
│    9    │ 11111219 │
│   10    │ 8331738  │
│   11    │ 5556788  │
│   12    │ 2777117  │
└─────────┴──────────┘
processing time: 2643ms
WORKER CALCULATION COMPLETE

  timer process 12:33:30 PM
</code>

工作進(jìn)程比主線程快一點(diǎn)，因?yàn)樗梢詫Ｗ⒂谝豁?xiàng)任務(wù)。

...(剩余內(nèi)容省略，因?yàn)槠^長。 核心思想已在前面總結(jié)，后續(xù)內(nèi)容為代碼示例和更詳細(xì)的解釋，可以根據(jù)需要選擇性閱讀原文。)

以上是node.js多線程的簡介的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！