Ist nodejs ein einzelner Prozess?

nodejs ist ein einzelner Prozess. Node folgt einem Single-Threaded-Single-Process-Modell, basiert jedoch auf einem ereignisgesteuerten, asynchronen, nicht blockierenden Modus, der auf Szenarien mit hoher Parallelität angewendet werden kann und den Ressourcenaufwand vermeidet, der durch Thread-Erstellung und Kontextwechsel zwischen Threads verursacht wird.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows7-System, NodeJS-Version 12.19.0, Dell G3-Computer.

Prozess

Prozess ist eine laufende Aktivität eines Programms in einem bestimmten Datensatz. Es ist die Grundeinheit der Ressourcenzuweisung und -planung im System Prozess ist ein Container für Threads (aus der Enzyklopädie). Ein Prozess ist die kleinste Einheit der Ressourcenzuweisung. Wenn wir einen Dienst starten und eine Instanz ausführen, öffnen wir beispielsweise einen Dienstprozess in Java. In Node.js wird ein Dienstprozess über den Knoten app.js geöffnet (Fork) des Prozesses. Jeder Prozess, der herauskommt, hat seine eigene unabhängige Raumadresse und seinen eigenen Datenstapel. Ein Prozess kann nicht auf Variablen und Datenstrukturen zugreifen, die in einem anderen Prozess definiert sind.

Thread

Thread ist die kleinste Einheit, mit der das Betriebssystem die Berechnungsplanung durchführen kann. Zunächst müssen wir verstehen, dass Threads zu Prozessen gehören und in Prozessen enthalten sind. Ein Thread kann nur zu einem Prozess gehören, ein Prozess kann jedoch mehrere Threads haben. Single-Threaded bedeutet, dass ein Prozess nur einen Thread öffnet. Die Programme werden nacheinander ausgeführt (JS asynchron wird hier vorerst nicht erwähnt). Wenn Sie Single-Threaded verwenden, sollten Sie beim Codieren in der Threading-Sprache nicht zu viele zeitaufwändige Synchronisierungsvorgänge durchführen, da sonst der Thread blockiert wird und nachfolgende Antworten nicht verarbeitet werden können. Wenn Sie Javascript zum Codieren verwenden, nutzen Sie bitte so weit wie möglich die asynchronen Betriebsfunktionen von Javascript.

nodejs Einzelprozess-Einzelthread-Ereignistreiber

Knoten folgt dem Einzelthread-Einzelprozessmodell. Der Einzelthread von Knoten bedeutet, dass die js-Engine nur eine Instanz hat und gleichzeitig im Hauptthread von nodejs ausgeführt wird Der Knoten verwendet Ereignisse. Der Treiber verarbeitet asynchrone Vorgänge wie E/A. Der Single-Thread-Modus des Knotens verwaltet nur einen Haupt-Thread, was die Kosten für den Wechsel zwischen Threads erheblich reduziert, es gibt jedoch mehrere Arbeits-Threads für die Ausführung asynchroner Vorgänge.

Aber der einzelne Thread des Knotens macht es unmöglich, CPU-intensive Vorgänge im Hauptthread auszuführen, da der Hauptthread sonst blockiert wird. Für CPU-intensive Vorgänge können unabhängige untergeordnete Prozesse im Knoten über child_process erstellt werden. Der untergeordnete Prozess kann eine externe Anwendung oder ein untergeordnetes Programm sein an den übergeordneten Prozess zurückgegeben.

Node.js-Betriebsmechanismus

• V8-Engine analysiert JavaScript-Skripte.
• Der geparste Code ruft die Node-API auf.
• Die libuv-Bibliothek ist für die Ausführung der Node-API verantwortlich. Es weist verschiedenen Arbeitsthreads unterschiedliche Aufgaben zu, um eine Ereignisschleife (Ereignisschleife) zu bilden, und gibt die Ausführungsergebnisse der Aufgaben asynchron an die V8-Engine zurück.
• Die V8-Engine gibt die Ergebnisse an den Benutzer zurück.
  

Dieses Bild zeigt das Funktionsprinzip des gesamten Node.js. Von links nach rechts und von oben nach unten ist Node.js in vier Schichten unterteilt, nämlich Anwendungsschicht, V8-Engine-Schicht, Node-API-Schicht und LIBUV Schicht .

• Anwendungsschicht: Das heißt, die JavaScript-Interaktionsschicht ist Node.js-Module wie http, fs
• V8-Engine-Schicht: Sie verwendet die V8-Engine, um die JavaScript-Syntax zu analysieren und interagiert dann mit der unteren API.
• NodeAPI-Schicht: Das obere Modul stellt Systemaufrufe bereit, die normalerweise in der Sprache C implementiert sind, um mit dem Betriebssystem zu interagieren.
• LIBUV-Schicht: Es handelt sich um eine plattformübergreifende Kapselung auf unterster Ebene, die Ereignisschleifen, Dateioperationen usw. implementiert und den Kern der asynchronen Implementierung von Node.js bildet.

Node.js Ereignisschleife

Node.js ist normalerweise ein einzelner Prozess.

• Der Haupt-Thread führt V8 und Javascript aus.
• Mehrere Unter-Threads werden durch die Ereignisschleife geplant Im Programm lesen die Hauptthreads Ereignisse aus der „Aufgabenwarteschlange“. Dieser Prozess ist zyklisch, daher wird der gesamte Betriebsmechanismus auch als Ereignisschleife bezeichnet. Ereigniswarteschlange: Wenn eine Netzwerkanforderung des Benutzers oder eine andere asynchrone Operation erfolgt Der Knoten stellt ihn in die Ereigniswarteschlange. Zu diesem Zeitpunkt wird er nicht sofort ausgeführt und der Code wird nicht blockiert. Er wird fortgesetzt, bis der Haupt-Thread-Code ausgeführt wird.

Task Queue:

Task Queue“ ist eine Ereigniswarteschlange (kann auch als Nachrichtenwarteschlange verstanden werden). Wenn das IO-Gerät eine Aufgabe abschließt, wird ein Ereignis zur „Task Queue“ hinzugefügt, um verwandte asynchrone Aufgaben darzustellen . Sie können den „Ausführungsstapel“ eingeben, der die darin enthaltenen Ereignisse liest

Ereignisgesteuert:

Das Wesentliche besteht darin, das Programm durch die Hauptschleife laufen zu lassen und Ereignisse auszulösen
Knoten
Node.js ist keine Sprache oder ein Framework, sondern lediglich eine JavaScript-Laufzeitumgebung, die auf der Google V8-Engine basiert und eine Erweiterung der js-Funktionen darstellt . Bietet Netzwerk-, Datei-, DNS-Auflösung, Prozess-Thread und andere Funktionen.

libuv
libuv ist eine speziell für Node.js entwickelte Paketbibliothek, die plattformübergreifende asynchrone E/A-Funktionen bietet.

Hinweis:

• Eine Ereignisschleife verfügt über eine oder mehrere Aufgabenwarteschlangen. Eine Aufgabenwarteschlange ist eine Gruppe von Aufgaben, die hauptsächlich das vom System bereitgestellte ereignisgesteuerte Modul zur Lösung asynchroner Netzwerk-E/A verwendet und den Thread-Pool zur Lösung von Datei-E/A verwendet. Darüber hinaus ist ein Timer implementiert, um die Nutzung von Prozessen, Threads usw. zu kapseln.

• Tatsächlich ist die Ereignisschleife hier dieselbe wie die Ereignisschleife von js im Browser. Der Hauptthread ermöglicht synchronen Code und der asynchrone Code wird im entsprechenden Arbeitsthread ausgeführt Stellen Sie sich in die Ereigniswarteschlange und warten Sie, bis der Hauptthread Aufgaben in der Ereigniswarteschlange ausführt.

Ereignisgesteuerte + Ereignisschleife erreicht eine hohe Parallelität

Spezifische Ausführungssequenz:

1 Jeder Node.js-Prozess hat nur einen Hauptthread, der Programmcode ausführt und zusätzlich einen Ausführungskontextstapel bildet Im Hauptthread wird auch eine „Ereigniswarteschlange“ gepflegt. Wenn die Netzwerkanforderung oder ein anderer asynchroner Vorgang des Benutzers eintrifft, stellt der Knoten ihn in die Ereigniswarteschlange. Zu diesem Zeitpunkt wird er nicht sofort ausgeführt und der Code wird nicht blockiert. Er wird fortgesetzt, bis der Haupt-Thread-Code ausgeführt wird. vollständig. 3. Nachdem die Ausführung des Haupt-Thread-Codes abgeschlossen ist, beginnen Sie über die Ereignisschleife, den Ereignisschleifenmechanismus, mit der Entnahme des ersten Ereignisses vom Anfang der Ereigniswarteschlange und weisen Sie einen Thread aus dem Thread-Pool zu um dieses Ereignis auszuführen, und fahren Sie dann fort. Nehmen Sie das zweite Ereignis heraus, weisen Sie dann einen Thread aus dem Thread-Pool zur Ausführung zu, dann den dritten und den vierten. Der Hauptthread prüft kontinuierlich, ob nicht ausgeführte Ereignisse in der Ereigniswarteschlange vorhanden sind, bis alle Ereignisse in der Ereigniswarteschlange ausgeführt wurden. Danach wird der Hauptthread benachrichtigt, wenn ein neues Ereignis zur Ereigniswarteschlange hinzugefügt wird bestellen und zur Bearbeitung an EventLoop übergeben. Wenn ein Ereignis ausgeführt wird, wird der Hauptthread benachrichtigt, der Hauptthread führt den Rückruf aus und der Thread wird an den Thread-Pool zurückgegeben.

Hinweis

Der einzelne Thread von node.js ist nur ein js-Hauptthread, der einen Thread mit UI-Rendering teilt. Die wesentlichen asynchronen Vorgänge werden weiterhin vom Thread-Pool ausgeführt, und der Knoten übergibt alle von ihm verwendeten Blockierungsvorgänge Der interne Thread-Pool ist nur für die kontinuierliche Roundtrip-Planung verantwortlich und führt keine echten E/A-Vorgänge aus, wodurch asynchrone, nicht blockierende E/A erreicht werden. angetrieben.

Zusammenfassung: 1. Der libuv-Thread-Pool öffnet standardmäßig 4 Threads und kann bis zu 128 Threads öffnen. (Zum Beispiel: In der Vergangenheit konnte der Webserver nur bis zu 100 Anfragen gleichzeitig empfangen. Wenn es zu viele waren, konnte er sie nicht empfangen und der Server blieb hängen.

Die sogenannte hohe Parallelität von nodejs bedeutet, dass es 1.000 oder 10.000 Anfragen gleichzeitig empfangen kann, aber in einer Warteschlange wartet.

2 Der Hauptthread führt js aus, der viele Berechnungen durchführt CPU-intensiv. Wenn der Hauptthread nicht frei ist, kann er E/A-Angelegenheiten nicht verarbeiten und wird daher blockiert.

3. Rückrufe können nur sicherstellen, dass eine bestimmte Anforderung in der richtigen Reihenfolge ausgeführt wird, sie können jedoch nicht die Reihenfolge garantieren, in der mehrere Anforderungen auf eine Ressource zugreifen. Verwenden Sie einfach die Transaktionssperre.

【Empfohlenes Lernen: „nodejs-Tutorial

“】

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonIst nodejs ein einzelner Prozess?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!