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。

那么什么時候 node 會使用多線程呢？

• 如果一個 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。

• 如果一個 node 方法，背后調(diào)用C++的異步方法，有時候不是跑在 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 相關模塊，很多是 C++ 寫的。下面一段程序是計算hash的函數(shù)，一般用來存儲密碼。

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~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，然而每次計算的時間都是45ms，要知道一個 cpu 計算 hash 的時間是45ms，這里 node 絕對使用了多個線程進行hash計算。

如果我這里把調(diào)用次數(shù)改成10次，那么時間如下，可以看到隨著CPU核數(shù)的用完，時間也在增加。再一次證明node 絕對使用了多個線程進行hash計算。

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。但是有一點點小小的問題？我的電腦的CPU是AMD R5-5600U，有6個核心12線程啊。但是為什么時間是從第五次開始增加的呢，node沒有完全利用我的CPU??？

原因是什么呢？

Node 使用了預定義的線程池，這個線程池的大小默認是4.

export UV_THREADPOOL_SIZE=6

讓我們在看一個例子，

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 http request 去下載15次圖片，他們花費的時間并沒有成倍增加，似乎不受限于線程池/cpu的影響。

為什么?。?？Node 到底有沒有在使用線程池??？

如果 Node 背后的 C++ 的異步方法，首先會嘗試是否有內(nèi)核異步支持，比如這里網(wǎng)絡請是使用 epoll （Linux），如果內(nèi)核沒有提供異步方式，Node才會使用自己的線程池。。

所以 http 請求雖然是異步，不過是由內(nèi)核實現(xiàn)的，等到內(nèi)核完成后，會通知C++， C++會通知給 main thread 處理callback。

那么 Node 哪些異步方法會使用線程池呢？哪些不會呢？

• 原生 Kernal Async

  • TCP/UDP server client
  • Unix Domain Sockets (IPC)
  • pipes
  • dns.resolveXXX
  • tty input(stdin etc)
  • Unix signals
  • Child process

• Thread pool

  • fs.*
  • dns.lookup
  • pipe (edge case)

這也是大部分 Node 優(yōu)化的切入點。

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 好比一個分發(fā)員，

• 如果是遇到普通 javascript 程序或者是 callback，交給 V8 處理。

• 如果遇到同步方法后背是 C++ 寫的，交給C++，跑在 main thread。

• 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。

• 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。

• thread pool 和內(nèi)核有結(jié)果都會把結(jié)果返回 event loop，如果注冊的有 javascript callback，就交給V8進行處理。

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。