Node處理CPU密集型任務(wù)的方法是什么

這篇文章主要介紹“Node處理CPU密集型任務(wù)的方法是什么”，在日常操作中，相信很多人在Node處理CPU密集型任務(wù)的方法是什么問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”Node處理CPU密集型任務(wù)的方法是什么”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

我們?nèi)粘９ぷ髦谢蚨嗷蛏俾犝f(shuō)過(guò)以下的話:

Node是一個(gè)非阻塞I/O(non-blocking I/O)和事件驅(qū)動(dòng)(event-driven)的JavaScript運(yùn)行環(huán)境(runtime)，所以它非常適合用來(lái)構(gòu)建I/O密集型應(yīng)用，例如Web服務(wù)等。

不知道當(dāng)你聽到類似的話時(shí)會(huì)不會(huì)有和我一樣的疑惑：單線程的Node為什么適合用來(lái)開發(fā)I/O密集型應(yīng)用？按道理來(lái)說(shuō)不是那些支持多線程的語(yǔ)言(例如Java和Golang)做這些工作更加有優(yōu)勢(shì)嗎？

要搞明白上面的問題，我們需要知道Node的單線程指的是什么。

Node不是單線程的

其實(shí)我們說(shuō)Node是單線程的，說(shuō)的只是我們的JavaScript代碼是在同一個(gè)線程(我們可以叫它主線程)里面運(yùn)行的，而不是說(shuō)Node只有一個(gè)線程在工作。實(shí)際上Node底層會(huì)使用libuv的多線程能力將一部分工作(基本都是I/O相關(guān)操作)放在一些主線程之外的線程里面執(zhí)行，當(dāng)這些任務(wù)完成后再以回調(diào)函數(shù)的方式將結(jié)果返回到主線程的JavaScript執(zhí)行環(huán)境?？梢钥纯词疽鈭D:

注: 上圖是Node事件循環(huán)(Event Loop)的簡(jiǎn)化版，實(shí)際上完整的事件循環(huán)會(huì)有更多的階段例如timers等。

Node適合做I/O密集型應(yīng)用

從上面的分析中我們知道Node會(huì)將所有的I/O操作通過(guò)libuv的多線程能力分散到不同的線程里面執(zhí)行，其余的操作都放在主線程里面執(zhí)行。那么為什么這種做法就比Java或者Golang等其它語(yǔ)言更適合做I/O密集型應(yīng)用呢？我們以開發(fā)Web服務(wù)為例，Java和Golang等主流后端編程語(yǔ)言的并發(fā)模型是基于線程(Thread-Based)的，這也就意味他們對(duì)于每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的線程來(lái)處理?？墒菍?duì)于Web應(yīng)用來(lái)說(shuō)，主要還是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查，或者請(qǐng)求其它外部服務(wù)等網(wǎng)絡(luò)I/O操作，而這些操作最后都是交給操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用來(lái)處理的(無(wú)需應(yīng)用線程參與)，并且十分緩慢(相對(duì)于CPU時(shí)鐘周期來(lái)說(shuō))，因此被創(chuàng)建出來(lái)的線程大多數(shù)時(shí)間是無(wú)事可做的而且我們的服務(wù)還要承擔(dān)額外的線程切換開銷。和這些語(yǔ)言不一樣的是Node沒有為每個(gè)請(qǐng)求都創(chuàng)建一個(gè)線程，所有請(qǐng)求的處理都發(fā)生在主線程中，因此沒有了線程切換的開銷，并且它還會(huì)通過(guò)線程池的形式異步處理這些I/O操作，然后通過(guò)事件的形式告訴主線程結(jié)果從而避免阻塞主線程的執(zhí)行，因此它理論上是更高效的。這里值得注意的是我只是說(shuō)Node理論上是更快的，實(shí)際上真不一定。這是因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中一個(gè)服務(wù)的性能會(huì)受到很多方面的影響，我們這里只是考慮了并發(fā)模型這一個(gè)因素，而其它因素例如運(yùn)行時(shí)消耗也會(huì)影響到服務(wù)的性能，舉個(gè)例子，JavaScript是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，數(shù)據(jù)的類型需要在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行推斷，而Golang和Java都是靜態(tài)語(yǔ)言它們的數(shù)據(jù)類型在編譯時(shí)就可以確定，所以它們實(shí)際執(zhí)行起來(lái)可能會(huì)更快，占用內(nèi)存也會(huì)更少。

Node不適合做CPU密集型任務(wù)

上面我們提到Node除了I/O相關(guān)的操作其余操作都會(huì)在主線程里面執(zhí)行，所以當(dāng)Node要處理一些CPU密集型的任務(wù)時(shí)，主線程會(huì)被阻塞住。我們來(lái)看一個(gè)CPU密集型任務(wù)的例子:

// node/cpu_intensive.js

const http = require('http')
const url = require('url')

const hardWork = () => {
  // 100億次毫無(wú)意義的計(jì)算
  for (let i = 0; i < 10000000000; i++) {}
}

const server = http.createServer((req, resp) => {
  const urlParsed = url.parse(req.url, true)

  if (urlParsed.pathname === '/hard_work') {
    hardWork()
    resp.write('hard work')
    resp.end()
  } else if (urlParsed.pathname === '/easy_work') {
    resp.write('easy work')
    resp.end()
  } else {
    resp.end()
  }
})

server.listen(8080, () => {
  console.log('server is up...')
})

在上面的代碼中我們實(shí)現(xiàn)了擁有兩個(gè)接口的HTTP服務(wù)：/hard_work接口是一個(gè)CPU密集型接口，因?yàn)樗{(diào)用了hardWork這個(gè)CPU密集型函數(shù)，而/easy_work這個(gè)接口則很簡(jiǎn)單，直接返回一個(gè)字符串給客戶端就可以了。為什么說(shuō)hardWork函數(shù)是CPU密集型的呢？這是因?yàn)樗际窃贑PU的運(yùn)算器里面對(duì)i進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算而沒有進(jìn)行任何I/O操作。啟動(dòng)完我們的Node服務(wù)后，我們?cè)囍{(diào)用一下/hard_word接口:

我們可以看到/hard_work接口是會(huì)卡住的，這是因?yàn)樗枰M(jìn)行大量的CPU計(jì)算，所以需要比較久的時(shí)間才會(huì)執(zhí)行完。而這個(gè)時(shí)候我們?cè)倏匆幌?code>/easy_work這個(gè)接口有沒有影響:

我們發(fā)現(xiàn)在/hard_work占用了CPU資源之后，無(wú)辜的/easy_work接口也被卡死了。原因就是hardWork函數(shù)阻塞了Node的主線程導(dǎo)致/easy_work的邏輯不會(huì)被執(zhí)行。這里值得一提的是，只有Node這種基于事件循環(huán)的單線程執(zhí)行環(huán)境才會(huì)有這種問題，Java和Golang等Thread-Based語(yǔ)言是不會(huì)存在這種問題的。那如果我們的服務(wù)真的需要運(yùn)行CPU密集型任務(wù)怎么辦？總不能換門語(yǔ)言吧？說(shuō)好的All in JavaScript呢？別著急，對(duì)于處理CPU密集型任務(wù)，Node已經(jīng)為我們準(zhǔn)備好很多方案了，接下來(lái)就讓我為大家介紹三種常用的方案，它們分別是: Cluster Module，Child Process和Worker Thread。

Cluster Module

概念介紹

Node很早(v0.8版本)就推出了Cluster模塊。這個(gè)模塊的作用就是通過(guò)一個(gè)父進(jìn)程啟動(dòng)一群子進(jìn)程來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求進(jìn)行負(fù)載均衡。因?yàn)槲恼碌钠拗莆覀儾粫?huì)細(xì)聊Cluster模塊有哪些API，感興趣的讀者后面可以看看官方文檔，這里我們直接看一下如何使用Cluster模塊來(lái)優(yōu)化上面CPU密集型的場(chǎng)景:

// node/cluster.js

const cluster = require('cluster')
const http = require('http')
const url = require('url')

// 獲取CPU核數(shù)
const numCPUs = require('os').cpus().length

const hardWork = () => {
  // 100億次毫無(wú)意義的計(jì)算
  for (let i = 0; i < 10000000000; i++) {}
}

// 判斷當(dāng)前是否是主進(jìn)程
if (cluster.isMaster) {
  // 根據(jù)當(dāng)前機(jī)器的CPU核數(shù)創(chuàng)建同等數(shù)量的工作進(jìn)程
  for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork()
  }

  cluster.on('online', (worker) => {
    console.log(`worker ${worker.process.pid} is online`)
  })

  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    // 某個(gè)工作進(jìn)程掛了之后，我們需要立馬啟動(dòng)另外一個(gè)工作進(jìn)程來(lái)替代
    console.log(`worker ${worker.process.pid} exited with code ${code}, and signal ${signal}, start a new one...`)
    cluster.fork()
  })
} else {
  // 工作進(jìn)程啟動(dòng)一個(gè)HTTP服務(wù)器
  const server = http.createServer((req, resp) => {
    const urlParsed = url.parse(req.url, true)
  
    if (urlParsed.pathname === '/hard_work') {
      hardWork()
      resp.write('hard work')
      resp.end()
    } else if (urlParsed.pathname === '/easy_work') {
      resp.write('easy work')
      resp.end()
    } else {
      resp.end()
    }
  })
  
  // 所有的工作進(jìn)程都監(jiān)聽在同一個(gè)端口
  server.listen(8080, () => {
    console.log(`worker ${process.pid} server is up...`)
  })
}

在上面的代碼中我們根據(jù)當(dāng)前設(shè)備的CPU核數(shù)使用cluster.fork函數(shù)創(chuàng)建了同等數(shù)量的工作進(jìn)程，而且這些工作進(jìn)程都是監(jiān)聽在8080端口上面的?？吹竭@里你或許會(huì)問所有的進(jìn)程都監(jiān)聽在同一個(gè)端口會(huì)不會(huì)出現(xiàn)問題，這里其實(shí)是不會(huì)的，因?yàn)?code>Cluster模塊底層會(huì)做一些工作讓最終監(jiān)聽在8080端口的是主進(jìn)程，而主進(jìn)程是所有流量的入口，它會(huì)接收HTTP連接并把它們打到不同的工作進(jìn)程上面。話不多說(shuō)，讓我們運(yùn)行一下這個(gè)node服務(wù):

從上面的輸出結(jié)果來(lái)看，cluster啟動(dòng)了10個(gè)worker(我的電腦是10核的)來(lái)處理web請(qǐng)求，這個(gè)時(shí)候我們?cè)賮?lái)請(qǐng)求一下/hard_work這個(gè)接口:

我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)請(qǐng)求還是卡死的，接著我們?cè)賮?lái)看看Cluster模塊有沒有解決其它請(qǐng)求也被阻塞的問題:

我們可以看到前面9個(gè)請(qǐng)求都是很順利就返回結(jié)果的，可是到了第10個(gè)請(qǐng)求我們的接口就卡住了，這是為什么呢？原因就是我們一共開了10個(gè)工作進(jìn)程，主進(jìn)程在將流量打到子進(jìn)程的時(shí)候采用的默認(rèn)負(fù)載均衡策略是round-robin(輪流)，因此第10個(gè)請(qǐng)求(其實(shí)是第11個(gè)，因?yàn)榘说谝粋€(gè)hard_work的請(qǐng)求)剛好回到第一個(gè)worker，而這個(gè)worker還沒處理完hard_work的任務(wù)，因此這個(gè)easy_work的任務(wù)也就卡住了。cluster的負(fù)載均衡算法可以通過(guò)cluster.schedulingPolicy來(lái)修改，有興趣的讀者可以看一下官方文檔。

從上面的結(jié)果來(lái)看Cluster Module似乎解決了一部分我們的問題，可是還是有一些請(qǐng)求受到了影響。那么Cluster Module在實(shí)際開發(fā)里面能不能被用來(lái)解決這個(gè)CPU密集型任務(wù)的問題呢？我的意見是：看情況。如果你的CPU密集型接口調(diào)用不頻繁而且運(yùn)算時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)，你完全可以使用這種Cluster Module來(lái)優(yōu)化?？墒侨绻愕慕涌谡{(diào)用頻繁并且每個(gè)接口都很耗時(shí)間的話，可能你需要看一下采用Child Process或者Worker Thread的方案了。

Cluster Module的優(yōu)缺點(diǎn)

最后我們總結(jié)一下Cluster Module有什么優(yōu)點(diǎn):

• 資源利用率高：可以充分利用CPU的多核能力來(lái)提升請(qǐng)求處理效率。

• API設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單：可以讓你實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的負(fù)載均衡和一定程度的高可用。這里值得注意的是我說(shuō)的是一定程度的高可用，這是因?yàn)镃luster Module的高可用是單機(jī)版的，也就是當(dāng)宿主機(jī)器掛了，你的服務(wù)也就掛了，因此更高的高可用肯定是使用分布式集群做的。

• 進(jìn)程之間高度獨(dú)立，避免某個(gè)進(jìn)程發(fā)生系統(tǒng)錯(cuò)誤導(dǎo)致整個(gè)服務(wù)不可用。

優(yōu)點(diǎn)說(shuō)完了，我們?cè)賮?lái)說(shuō)一下Cluster Module不好的地方:

• 資源消耗大：每一個(gè)子進(jìn)程都是獨(dú)立的Node運(yùn)行環(huán)境，也可以理解為一個(gè)獨(dú)立的Node程序，因此占用的資源也是巨大的。

• 進(jìn)程通信開銷大：子進(jìn)程之間的通信通過(guò)跨進(jìn)程通信(IPC)來(lái)進(jìn)行，如果數(shù)據(jù)共享頻繁是一筆比較大的開銷。

• 沒能完全解決CPU密集任務(wù)：處理CPU密集型任務(wù)時(shí)還是有點(diǎn)抓緊見肘。

Child Process

在Cluster Module中我們可以通過(guò)啟動(dòng)更多的子進(jìn)程來(lái)將一些CPU密集型的任務(wù)負(fù)載均衡到不同的進(jìn)程里面，從而避免其余接口卡死?？墒悄阋部吹搅?，這個(gè)辦法治標(biāo)不治本，如果用戶頻繁調(diào)用CPU密集型的接口，那么還是會(huì)有一大部分請(qǐng)求會(huì)被卡死的。優(yōu)化這個(gè)場(chǎng)景的另外一個(gè)方法就是child_process模塊。

概念介紹

Child Process可以讓我們啟動(dòng)子進(jìn)程來(lái)完成一些CPU密集型任務(wù)。我們先來(lái)看一下主進(jìn)程master_process.js的代碼:

// node/master_process.js

const { fork } = require('child_process')
const http = require('http')
const url = require('url')

const server = http.createServer((req, resp) => {
  const urlParsed = url.parse(req.url, true)

  if (urlParsed.pathname === '/hard_work') {
    // 對(duì)于hard_work請(qǐng)求我們啟動(dòng)一個(gè)子進(jìn)程來(lái)處理
    const child = fork('./child_process')
    // 告訴子進(jìn)程開始工作
    child.send('START')
    
    // 接收子進(jìn)程返回的數(shù)據(jù)，并且返回給客戶端
    child.on('message', () => {
      resp.write('hard work')
      resp.end()
    })
  } else if (urlParsed.pathname === '/easy_work') {
    // 簡(jiǎn)單工作都在主進(jìn)程進(jìn)行
    resp.write('easy work')
    resp.end()
  } else {
    resp.end()
  }
})

server.listen(8080, () => {
  console.log('server is up...')
})

在上面的代碼中對(duì)于/hard_work接口的請(qǐng)求，我們會(huì)通過(guò)fork函數(shù)開啟一個(gè)新的子進(jìn)程來(lái)處理，當(dāng)子進(jìn)程處理完畢我們拿到數(shù)據(jù)后就給客戶端返回結(jié)果。這里值得注意的是當(dāng)子進(jìn)程完成任務(wù)后我沒有釋放子進(jìn)程的資源，在實(shí)際項(xiàng)目里面我們也不應(yīng)該頻繁創(chuàng)建和銷毀子進(jìn)程因?yàn)檫@個(gè)消耗也是很大的，更好的做法是使用進(jìn)程池。下面是子進(jìn)程(child_process.js)的實(shí)現(xiàn)邏輯:

// node/child_process.js

const hardWork = () => {
  // 100億次毫無(wú)意義的計(jì)算
  for (let i = 0; i < 10000000000; i++) {}
}

process.on('message', (message) => {
  if (message === 'START') {
    // 開始干活
    hardWork()
    // 干完活就通知子進(jìn)程
    process.send(message)
  }
})

子進(jìn)程的代碼也很簡(jiǎn)單，它在啟動(dòng)后會(huì)通過(guò)process.on的方式監(jiān)聽來(lái)自父進(jìn)程的消息，在接收到開始命令后進(jìn)行CPU密集型的計(jì)算，得出結(jié)果后返回給父進(jìn)程。

運(yùn)行上面master_process.js的代碼，我們可以發(fā)現(xiàn)即使調(diào)用了/hard_work接口，我們還是可以任意調(diào)用/easy_work接口并且馬上得到響應(yīng)的，此處沒有截圖，過(guò)程大家腦補(bǔ)一下就可以了。

除了fork函數(shù)，child_process還提供了諸如exec和spawn等函數(shù)來(lái)啟動(dòng)子進(jìn)程，并且這些進(jìn)程可以執(zhí)行任何的shell命令而不只是局限于Node腳本，有興趣的讀者后面可以通過(guò)官方文檔了解一下，這里就不過(guò)多介紹了。

Child Process的優(yōu)缺點(diǎn)

最后讓我們來(lái)總結(jié)一下Child Process的優(yōu)點(diǎn)有哪些:

• 靈活：不只局限于Node進(jìn)程，我們可以在子進(jìn)程里面執(zhí)行任何的shell命令。這個(gè)其實(shí)是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，假如我們的CPU密集型操作是用其它語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的(例如c語(yǔ)言處理圖像)，而我們不想使用Node或者C++ Binding重新實(shí)現(xiàn)一遍的話我們就可以通過(guò)shell命令調(diào)用其它語(yǔ)言的程序，并且通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出和它們進(jìn)行通信從而得到結(jié)果。

• 細(xì)粒度的資源控制：不像Cluster Module，Child Process方案可以按照實(shí)際對(duì)CPU密集型計(jì)算的需求大小動(dòng)態(tài)調(diào)整子進(jìn)程的個(gè)數(shù)，做到資源的細(xì)粒度控制，因此它理論上是可以解決Cluster Module解決不了的CPU密集型接口調(diào)用頻繁的問題。

不過(guò)Child Process的缺點(diǎn)也很明顯:

• 資源消耗巨大：上面說(shuō)它可以對(duì)資源進(jìn)行細(xì)粒度控制的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，也說(shuō)了它只是理論上可以解決CPU密集型接口頻繁調(diào)用的問題，這是因?yàn)閷?shí)際場(chǎng)景下我們的資源也是有限的，而每一個(gè)Child Process都是一個(gè)獨(dú)立的操作系統(tǒng)進(jìn)程，會(huì)消耗巨大的資源。因此對(duì)于頻繁調(diào)用的接口我們需要采取能耗更低的方案也就是下面我會(huì)說(shuō)的Worker Thread。

• 進(jìn)程通信麻煩：如果啟動(dòng)的子進(jìn)程也是Node應(yīng)用的話還好辦點(diǎn)，因?yàn)橛?code>內(nèi)置的API來(lái)和父進(jìn)程通信，如果子進(jìn)程不是Node應(yīng)用的話，我們只能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出或者其它方式來(lái)進(jìn)行進(jìn)程間通信，這是一件很麻煩的事。

Worker Thread

無(wú)論是Cluster Module還是Child Process其實(shí)都是基于子進(jìn)程的，它們都有一個(gè)巨大的缺點(diǎn)就是資源消耗大。為了解決這個(gè)問題Node從v10.5.0版本(v12.11.0 stable)開始就支持了worker_threads模塊，worker_thread是Node對(duì)于CPU密集型操作的輕量級(jí)的線程解決方案。

概念介紹

Node的Worker Thread和其它語(yǔ)言的thread是一樣的，那就是并發(fā)地運(yùn)行你的代碼。這里要注意是并發(fā)而不是并行。并行只是意味著一段時(shí)間內(nèi)多件事情同時(shí)發(fā)生，而并發(fā)是某個(gè)時(shí)間點(diǎn)多件事情同時(shí)發(fā)生。一個(gè)典型的并行例子就是React的Fiber架構(gòu)，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)時(shí)分復(fù)用的方式來(lái)調(diào)度不同的任務(wù)來(lái)避免React渲染阻塞瀏覽器的其它行為的，所以本質(zhì)上它所有的操作還是在同一個(gè)操作系統(tǒng)線程執(zhí)行的。不過(guò)這里值得注意的是：雖然并發(fā)強(qiáng)調(diào)多個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行，在單核CPU的情況下，并發(fā)會(huì)退化為并行。這是因?yàn)镃PU同一個(gè)時(shí)刻只能做一件事，當(dāng)你有多個(gè)線程需要執(zhí)行的話就需要通過(guò)資源搶占的方式來(lái)時(shí)分復(fù)用執(zhí)行某些任務(wù)。不過(guò)這都是操作系統(tǒng)需要關(guān)心的東西，和我們沒什么關(guān)系了。

上面說(shuō)了Node的Worker Thead和其他語(yǔ)言線程的thread類似的地方，接著我們來(lái)看一下它們不一樣的地方。如果你使用過(guò)其它語(yǔ)言的多線程編程方式，你會(huì)發(fā)現(xiàn)Node的多線程和它們很不一樣，因?yàn)镹ode多線程數(shù)據(jù)共享起來(lái)實(shí)在是太麻煩了！Node是不允許你通過(guò)共享內(nèi)存變量的方式來(lái)共享數(shù)據(jù)的，你只能用ArrayBuffer或者SharedArrayBuffer的方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞和共享。雖然說(shuō)這很不方便，不過(guò)這也讓我們不需要過(guò)多考慮多線程環(huán)境下數(shù)據(jù)安全等一系列問題，可以說(shuō)有好處也有壞處吧。

接著我們來(lái)看一下如何使用Worker Thread來(lái)處理上面的CPU密集型任務(wù)，先看一下主線程(master_thread.js)的代碼:

// node/master_thread.js

const { Worker } = require('worker_threads')
const http = require('http')
const url = require('url')

const server = http.createServer((req, resp) => {
  const urlParsed = url.parse(req.url, true)

  if (urlParsed.pathname === '/hard_work') {
    // 對(duì)于每一個(gè)hard_work接口，我們都啟動(dòng)一個(gè)子線程來(lái)處理
    const worker = new Worker('./child_process')
    // 告訴子線程開始任務(wù)
    worker.postMessage('START')
    
    worker.on('message', () => {
      // 在收到子線程回復(fù)后返回結(jié)果給客戶端
      resp.write('hard work')
      resp.end()
    })
  } else if (urlParsed.pathname === '/easy_work') {
    // 其它簡(jiǎn)單操作都在主線程執(zhí)行
    resp.write('easy work')
    resp.end()
  } else {
    resp.end()
  }
})

server.listen(8080, () => {
  console.log('server is up...')
})

在上面的代碼中，我們的服務(wù)器每次接收到/hard_work請(qǐng)求都會(huì)通過(guò)new Worker的方式啟動(dòng)一個(gè)Worker線程來(lái)處理，在worker處理完任務(wù)之后我們?cè)賹⒔Y(jié)果返回給客戶端，這個(gè)過(guò)程是異步的。接著再看一下子線程(worker_thead.js)的代碼實(shí)現(xiàn):

// node/worker_thread.js

const { parentPort } = require('worker_threads')

const hardWork = () => {
  // 100億次毫無(wú)意義的計(jì)算
  for (let i = 0; i < 10000000000; i++) {}
}

parentPort.on('message', (message) => {
  if (message === 'START') {
    hardWork()
    parentPort.postMessage()
  }
})

在上面的代碼中，worker thread在接收到主線程的命令后開始執(zhí)行CPU密集型操作，最后通過(guò)parentPort.postMessage的方式告知父線程任務(wù)已經(jīng)完成，從API上看父子線程通信還是挺方便的。

Worker Thread的優(yōu)缺點(diǎn)

最后我們還是總結(jié)一下Worker Thread的優(yōu)缺點(diǎn)。首先我覺得它的優(yōu)點(diǎn)是:

• 資源消耗小：不同于Cluster Module和Child Process基于進(jìn)程的方式，Worker Thread是基于更加輕量級(jí)的線程的，所以它的資源開銷是相對(duì)較小的。不過(guò)麻雀雖小五臟俱全，每個(gè)Worker Thread都是有自己獨(dú)立的v8引擎實(shí)例和事件循環(huán)系統(tǒng)的。這也就是說(shuō)即使主線程卡死我們的Worker Thread也是可以繼續(xù)工作的，基于這個(gè)其實(shí)我們可以做很多有趣的事情。

• 父子線程通信方便高效：和前面兩種方式不一樣，Worker Thread不需要通過(guò)IPC通信，所有數(shù)據(jù)都是在進(jìn)程內(nèi)部實(shí)現(xiàn)共享和傳遞的。

不過(guò)Worker Thread也不是完美的:

• 線程隔離性低：由于子線程不是在一個(gè)獨(dú)立的環(huán)境執(zhí)行的，所以某個(gè)子線程掛了還是會(huì)影響到其它線程，在這種情況下，你需要做一些額外的措施來(lái)保護(hù)其余線程不受影響。

• 線程數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)麻煩：和其它后端語(yǔ)言比起來(lái)，Node的數(shù)據(jù)共享還是比較麻煩的，不過(guò)這其實(shí)也避免了它需要考慮很多多線程下數(shù)據(jù)安全的問題。

到此，關(guān)于“Node處理CPU密集型任務(wù)的方法是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！