nodejs是單進(jìn)程。Node遵循的是單線程單進(jìn)程的模式，但其基于事件驅(qū)動(dòng)、異步非阻塞模式，可以應(yīng)用于高并發(fā)場(chǎng)景，避免了線程創(chuàng)建、線程之間上下文切換所產(chǎn)生的資源開銷。

本教程操作環(huán)境：windows7系統(tǒng)、nodejs 12.19.0版、Dell G3電腦。

進(jìn)程

進(jìn)程 Process 是計(jì)算機(jī)中的程序關(guān)于某數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單位，是操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，進(jìn)程是線程的容器 (來自百科) 。進(jìn)程是資源分配的最小單位。我們啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)、運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，就是開一個(gè)服務(wù)進(jìn)程，例如 Java 里的 JVM 本身就是一個(gè)進(jìn)程，Node.js 里通過 node app.js 開啟一個(gè)服務(wù)進(jìn)程，多進(jìn)程就是進(jìn)程的復(fù)制 (fork) ，fork 出來的每個(gè)進(jìn)程都擁有自己的獨(dú)立空間地址、數(shù)據(jù)棧，一個(gè)進(jìn)程無法訪問另外一個(gè)進(jìn)程里定義的變量、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只有建立了 IPC 通信，進(jìn)程之間才可數(shù)據(jù)共享。

線程

線程是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位，首先我們要清楚線程是隸屬于進(jìn)程的，被包含于進(jìn)程之中。 一個(gè)線程只能隸屬于一個(gè)進(jìn)程，但是一個(gè)進(jìn)程是可以擁有多個(gè)線程的。 單線程 單線程就是一個(gè)進(jìn)程只開一個(gè)線程 Javascript 就是屬于單線程，程序順序執(zhí)行(這里暫且不提JS異步)，可以想象一下隊(duì)列，前面一個(gè)執(zhí)行完之后，后面才可以執(zhí)行，當(dāng)你在使用單線程語言編碼時(shí)切勿有過多耗時(shí)的同步操作，否則線程會(huì)造成阻塞，導(dǎo)致后續(xù)響應(yīng)無法處理。你如果采用 Javascript 進(jìn)行編碼時(shí)候，請(qǐng)盡可能的利用 Javascript 異步操作的特性。

nodejs單進(jìn)程單線程事件驅(qū)動(dòng)

Node遵循的是單線程單進(jìn)程的模式，node的單線程是指js的引擎只有一個(gè)實(shí)例，且在nodejs的主線程中執(zhí)行，同時(shí)node以事件驅(qū)動(dòng)的方式處理IO等異步操作。node的單線程模式，只維持一個(gè)主線程，大大減少了線程間切換的開銷，但是會(huì)有多個(gè)worker線程，用于執(zhí)行異步操作。

但是node的單線程使得在主線程不能進(jìn)行CPU密集型操作，否則會(huì)阻塞主線程。對(duì)于CPU密集型操作，在node中通過 child_process 可以創(chuàng)建獨(dú)立的子進(jìn)程，父子進(jìn)程通過IPC通信，子進(jìn)程可以是外部應(yīng)用也可以是node子程序，子進(jìn)程執(zhí)行后可以將結(jié)果返回給父進(jìn)程。

Node.js的運(yùn)行機(jī)制

• V8引擎解析JavaScript腳本。
• 解析后的代碼，調(diào)用Node API。
• libuv庫負(fù)責(zé)Node API的執(zhí)行。它將不同的任務(wù)分配給不同的worker線程，形成一個(gè)Event Loop（事件循環(huán)），以異步的方式將任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果返回給V8引擎。
• V8引擎再將結(jié)果返回給用戶。
  

這個(gè)圖是整個(gè) Node.js 的運(yùn)行原理，從左到右，從上到下，Node.js 被分為了四層，分別是 應(yīng)用層、V8引擎層、Node API層 和 LIBUV層。

• 應(yīng)用層： 即 JavaScript 交互層，常見的就是 Node.js 的模塊，比如 http，fs
• V8引擎層： 即利用 V8 引擎來解析JavaScript 語法，進(jìn)而和下層 API 交互
• NodeAPI層： 為上層模塊提供系統(tǒng)調(diào)用，一般是由 C 語言來實(shí)現(xiàn)，和操作系統(tǒng)進(jìn)行交互 。
• LIBUV層： 是跨平臺(tái)的底層封裝，實(shí)現(xiàn)了 事件循環(huán)、文件操作等，是 Node.js 實(shí)現(xiàn)異步的核心

Node.js 事件循環(huán)

Node.js 通常情況下是單進(jìn)程的。

• 主線程運(yùn)行 V8 和 Javascript
• 多個(gè)子線程通過 事件循環(huán) 被調(diào)度

事件循環(huán)：

事件循環(huán)是一種編程構(gòu)造，用于等待和分派程序中的事件或消息, 主線程從"任務(wù)隊(duì)列"中讀取事件，這個(gè)過程是循環(huán)不斷的，所以整個(gè)的這種運(yùn)行機(jī)制又稱為Event Loop（事件循環(huán)）

事件隊(duì)列：

當(dāng)用戶的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求或者其它的異步操作到來時(shí)，node都會(huì)把它放到Event Queue之中，此時(shí)并不會(huì)立即執(zhí)行它，代碼也不會(huì)被阻塞，繼續(xù)往下走，直到主線程代碼執(zhí)行完畢。

任務(wù)隊(duì)列：

任務(wù)隊(duì)列"是一個(gè)事件的隊(duì)列（也可以理解成消息的隊(duì)列），IO設(shè)備完成一項(xiàng)任務(wù)，就在"任務(wù)隊(duì)列"中添加一個(gè)事件，表示相關(guān)的異步任務(wù)可以進(jìn)入"執(zhí)行棧"了。主線程讀取"任務(wù)隊(duì)列"，就是讀取里面有哪些事件。

事件驅(qū)動(dòng)：

實(shí)質(zhì)是通過主循環(huán)加事件觸發(fā)方式運(yùn)行程序
node
Node.js 不是一門語言也不是框架，它只是基于 Google V8 引擎的 JavaScript 運(yùn)行時(shí)環(huán)境,是對(duì) js 功能的拓展。提供了網(wǎng)絡(luò)、文件、dns 解析、進(jìn)程線程等功能。

libuv
libuv是專門為Node.js開發(fā)的一個(gè)封裝庫，提供跨平臺(tái)的異步I/O能力。

注意：

• 一個(gè)事件循環(huán)有一個(gè)或多個(gè)任務(wù)隊(duì)列。一個(gè)任務(wù)隊(duì)列是一組的任務(wù)

• Libuv 主要是，利用系統(tǒng)提供的事件驅(qū)動(dòng)模塊解決網(wǎng)絡(luò)異步 IO，利用線程池解決文件IO。另外還實(shí)現(xiàn)了定時(shí)器，對(duì)進(jìn)程、線程等使用進(jìn)行了封裝。

其實(shí)這里的事件循環(huán)和js在瀏覽器的事件循環(huán)是一樣的，主線程允許同步代碼，異步代碼放到對(duì)應(yīng)的工作線程中執(zhí)行，回調(diào)執(zhí)行結(jié)果后放進(jìn)事件隊(duì)列，待主線程執(zhí)行事件隊(duì)列的任務(wù)。

事件驅(qū)動(dòng)+事件循環(huán)實(shí)現(xiàn)高并發(fā)

具體執(zhí)行順序：

1、每個(gè)Node.js進(jìn)程只有一個(gè)主線程在執(zhí)行程序代碼，形成一個(gè)執(zhí)行棧（execution context stack)

2、主線程之外，還維護(hù)了一個(gè)"事件隊(duì)列"（Event queue）。當(dāng)用戶的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求或者其它的異步操作到來時(shí)，node都會(huì)把它放到Event Queue之中，此時(shí)并不會(huì)立即執(zhí)行它，代碼也不會(huì)被阻塞，繼續(xù)往下走，直到主線程代碼執(zhí)行完畢。

3、主線程代碼執(zhí)行完畢完成后，然后通過Event Loop，也就是事件循環(huán)機(jī)制，開始到Event Queue的開頭取出第一個(gè)事件，從線程池中分配一個(gè)線程去執(zhí)行這個(gè)事件，接下來繼續(xù)取出第二個(gè)事件，再?gòu)木€程池中分配一個(gè)線程去執(zhí)行，然后第三個(gè)，第四個(gè)。主線程不斷的檢查事件隊(duì)列中是否有未執(zhí)行的事件，直到事件隊(duì)列中所有事件都執(zhí)行完了，此后每當(dāng)有新的事件加入到事件隊(duì)列中，都會(huì)通知主線程按順序取出交EventLoop處理。當(dāng)有事件執(zhí)行完畢后，會(huì)通知主線程，主線程執(zhí)行回調(diào)，線程歸還給線程池。

注意

我們所看到的node.js單線程只是一個(gè)js主線程與ui渲染共享一個(gè)線程，本質(zhì)上的異步操作還是由線程池完成的，node將所有的阻塞操作都交給了內(nèi)部的線程池去實(shí)現(xiàn)，本身只負(fù)責(zé)不斷的往返調(diào)度，并沒有進(jìn)行真正的I/O操作，從而實(shí)現(xiàn)異步非阻塞I/O，這便是node單線程和事件驅(qū)動(dòng)的精髓之處了。

總結(jié)：

1、libuv 線程池默認(rèn)打開 4 個(gè)，最多打開 128個(gè) 線程。（例如：以前 web 服務(wù)器同一時(shí)間比如說最多只能接收 100 個(gè)請(qǐng)求，多的就無法接收了，服務(wù)器就掛掉了。nodejs 所謂的高并發(fā)是指可以同時(shí)接收 1000、10000 個(gè)請(qǐng)求，只不過以排隊(duì)的方式在等待。）

2、主線程執(zhí)行js，是單線程的，js代碼在做大量計(jì)算就是cpu密集了。主線程不空閑出來也沒法處理 io 的事，所以就會(huì)阻塞了。

3、回調(diào)只能保證某個(gè)請(qǐng)求按照順序執(zhí)行，不能保證多個(gè)請(qǐng)求訪問一個(gè)資源的先后順序，多個(gè)請(qǐng)求訪問一個(gè)資源是要加鎖的，用事務(wù)加鎖就行。

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