Ist NodeJS Multi-Threaded oder Single-Threaded?

Node.js Multi-Threaded oder Single-Threaded?

In der Welt der Entwicklung wird Node.js-Bewohnern häufig die Frage gestellt: Ist Node.js Multi-Threaded oder Single-Threaded? Finden wir es heraus.

Node.js ist eine plattformübergreifende Open-Source-JavaScript-Laufzeitumgebung, die auf der Chrome V8-Engine basiert. Die Hauptfunktionen von Node.js sind Single-Threaded, nicht blockierende E/A-Verarbeitung und ereignisgesteuert. Der einzelne Thread von Node.js bedeutet hauptsächlich, dass der Haupt-Thread ein Single-Thread ist. Dahinter verbirgt sich jedoch ein prozessähnlicher zugrunde liegender Mechanismus, der mehrere untergeordnete Threads gleichzeitig ausführen kann, wodurch ein gewisser Multithreading-Effekt erzielt wird.

Lassen Sie uns zunächst über „Single Thread“ sprechen. Node.js wird in einem einzelnen Thread ausgeführt. Tatsächlich bedeutet der einzelne Thread hier nicht, dass die Node.js-Laufzeit Single-Threaded ist, sondern dass es nur eine V8-Instanz gibt, die JavaScript-Code im Node.js-Prozess ausführt. Node.js verfügt jedoch über einen Ereignisschleifenmechanismus, der E/A-Ereignisse zur Verarbeitung außerhalb des Systemkernels sendet, um nicht blockierende E/A durchzuführen. Der Code wird in der Rückruffunktion ausgeführt, sodass das gesamte Programm als Multithread-Programm erscheint. Viele Leute denken daher, dass Node.js Multi-Threaded ist, was eigentlich ein Missverständnis ist.

Warum übernimmt Node.js ein Single-Threaded-Modell?

Erstens ist die JavaScript-Sprache selbst Single-Threaded. Dies wird durch die Eigenschaften der Sprache selbst bestimmt und ist nicht das Ergebnis einer zufälligen Auswahl. Da JavaScript nur einen einzelnen Thread bereitstellt, können Probleme wie Deadlock und Statussynchronisierung vermieden werden. Es muss nicht wie bei der Multithread-Programmierung auf die Änderung von Statusvariablen geachtet werden Die Umgebung ist sicherer. Mit anderen Worten: Der Grund, warum Node.js ein Single-Thread-Modell verwendet, besteht darin, die Eigenschaften von JavaScript besser zu nutzen.

Zweitens besteht das größte Merkmal von Node.js darin, dass es ereignisgesteuert ist und Anfragen über die Ereignisschleife verarbeitet. Dieses Modell ist für Szenarien mit hoher Parallelität und E/A-intensiven Szenarien sehr vorteilhaft und kann eine höhere Effizienz erzielen. Das Single-Thread-Modell kann mehrere Client-Anfragen koordinieren, wodurch das Programm flexibler wird und die Komplexität des gesamten Systems verringert wird. Da Thread-Parallelität Probleme wie Sperren und Konkurrenz aufweist, kann diese Funktion nicht so einfach sein Node.js eignet sich hervorragend für die Verarbeitung von Diensten mit hoher Parallelität, großem Datenverkehr und skalierbaren Diensten.

Auch hier reduziert das Single-Thread-Modell von Node.js den Prozess-Overhead. Im Vergleich zum Multi-Threading eliminiert Single-Threading eine Reihe von Overheads, wie z. Obwohl die unterste Ebene von Node.js während der tatsächlichen Ausführung immer noch die Multithread-Kernel-Technologie verwendet, müssen sich Entwickler nur auf das Schreiben von JavaScript-Code konzentrieren.

Wenn wir sagen müssen, dass Node.js multithreaded ist, dann kann man sagen, dass Node.js selbst nur einen Hauptthread hat, aber bei der Ausführung einiger Aufgaben werden automatisch mehrere Threads erstellt. Node.js verwendet Multithreading in seiner zugrunde liegenden Implementierung, z. B. I/O-Threads, die für mehrere Arbeitsthreads verantwortlich sind, z. B. das Lesen von Daten und das Verarbeiten von Daten. Die Ausführung dieser Threads wird jedoch alle intern von Node.js übernommen. Für JavaScript-Entwickler sind sie unsichtbar und erfordern keine Aufmerksamkeit.

Es gibt auch ein Modell in Node.js namens Cluster, das über den Hauptprozess mehrere Unterprozesse erstellen kann, um denselben Port abzuhören und einen Lastausgleich zwischen Prozessen zu erreichen. Auf diese Weise kann jeder Unterprozess die Multi-Core-CPU voll ausnutzen und so die Parallelitätsfähigkeiten des gesamten Programms verbessern. Das Cluster-Modul ist jedoch kein Kernmodul von Node.js. Entwickler können manuell untergeordnete Prozesse erstellen, indem sie die Methode child_process.fork() aufrufen, um mehrere Prozesse zu implementieren.

Node.js ist also ein Single-Thread-Modell, hat aber von Natur aus Multi-Thread-Effekte. Das Single-Threaded-Modell von Node.js ist sehr flexibel, kann eine große Anzahl von Anfragen verarbeiten und verfügt über eine gute Skalierbarkeit. Nur wenn wir einige Aufgaben ausführen müssen, deren Berechnung lange dauert, müssen wir das Multithreading-Modell verwenden.

Abschließend müssen wir bei der Verwendung von Node.js lernen, wie wir die asynchronen und nicht blockierenden Funktionen nutzen können, die es bietet, um eine höhere Parallelität und kürzere Antwortzeiten zu erreichen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Node.js ein ereignisgesteuertes, nicht blockierendes I/O-Single-Thread-Modell ist. Dieses Modell weist eine höhere Effizienz, eine bessere Skalierbarkeit und einen geringeren Komplexitätsgrad sowie eine bessere Ressourcennutzungseffizienz auf . Wenn jedoch rechenintensive Aufgaben ausgeführt werden müssen, müssen Sie das Multithreading-Modell übernehmen oder die von Node.js bereitgestellte Methode child_process.fork() verwenden, um manuell einen untergeordneten Prozess zu erstellen.

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