了解工作線程和子進程

工作執行緒可讓您在多個執行緒中執行 JavaScript 程式碼。它們非常適合透過 SharedArrayBuffer 在線程之間共享記憶體以及卸載資料處理或計算等 CPU 密集型任務。

子程序

子進程可讓您產生單獨的進程，以獨立於主 Node.js 進程運行任務。它們適合需要隔離的任務或使用非 JavaScript 腳本或二進位檔案時。

工作執行緒的現實用例

1️⃣ 影像處理
當處理大規模影像轉換時，例如調整大小、裁剪或應用濾鏡，工作線程可以將這些任務卸載到單獨的線程，以防止主事件循環阻塞。

範例：

const { Worker } = require('worker_threads');

function resizeImage(imagePath) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker('./resizeWorker.js', { workerData: imagePath });
    worker.on('message', resolve);
    worker.on('error', reject);
  });
}

// Usage
resizeImage('image.jpg').then(() => console.log('Image resized!'));

2️⃣ 資料解析與轉換

解析大型 JSON 檔案或轉換 CSV 資料可能會佔用大量資源。工作執行緒可以分塊處理數據，確保應用程式保持回應。

範例：

const { Worker } = require('worker_threads');

const worker = new Worker('./dataParser.js');
worker.postMessage({ filePath: 'largeData.json' });
worker.on('message', (data) => {
  console.log('Parsed Data:', data);
});

3️⃣ 數學計算

工作執行緒非常適合繁重的運算，例如產生質數、矩陣乘法或模擬。

範例：

const { Worker } = require('worker_threads');

function calculatePrimes(limit) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker('./primeWorker.js', { workerData: limit });
    worker.on('message', resolve);
    worker.on('error', reject);
  });
}

// Usage
calculatePrimes(100000).then(primes => console.log(primes));

子程序的現實用例

1️⃣ 執行 Shell 指令

當您的應用程式需要透過執行 shell 命令與系統互動時，子進程是首選。

範例：

const { exec } = require('child_process');

exec('ls -l', (error, stdout, stderr) => {
  if (error) {
    console.error(`Error: ${error.message}`);
    return;
  }
  console.log(`Output:\n${stdout}`);
});

2️⃣ 執行非 JavaScript 腳本

如果您的工作流程涉及 Python、Ruby 或其他腳本語言，您可以使用子進程來執行這些腳本並處理其輸出。

範例：

const { spawn } = require('child_process');

const pythonProcess = spawn('python', ['script.py']);

pythonProcess.stdout.on('data', (data) => {
  console.log(`Output: ${data}`);
});

3️⃣ 微服務架構

在類似微服務的方法中，您可以使用子進程來處理隔離的、獨立的任務，這些任務透過 IPC（進程間通訊）與主進程進行通訊。

範例：

const { fork } = require('child_process');

const child = fork('./childService.js');

child.on('message', (message) => {
  console.log('Message from child:', message);
});

// Send a task to the child process
child.send({ task: 'processData', payload: [1, 2, 3] });

在工作執行緒與子程序之間進行選擇

Feature	Worker Threads	Child Processes
Memory Sharing	Supported via SharedArrayBuffer	Not supported
Task Isolation	Shared environment, less isolated	Fully isolated
Use Case	CPU-intensive tasks in JavaScript	System-level tasks or external code
Overhead	Lower (same process)	Higher (separate processes)
Communication	Via message passing, faster	Via IPC, slower
Supported Languages	JavaScript/Node.js only	Any scripting or system-level language
Startup Time	Faster	Slower
Error Containment	Less contained, can crash the process	Fully contained, isolated failures

使用工作執行緒和子程序的最佳實務

✓ 卸載密集型任務： 使用工作執行緒執行 CPU 密集型任務，使用子程序執行 I/O 密集型操作或外部腳本執行。

✓ 監控效能： 使用 Node.js 的內建分析器等工具來辨識瓶頸。

✓ 優雅地處理錯誤：始終監聽錯誤並退出事件以處理失敗。

✓ 有效擴充： 使用工作池或進程群集跨多個執行緒或進程分配任務。

結論

工作執行緒和子程序使 Node.js 開發人員能夠擺脫單執行緒事件循環的限制。透過利用這些工具，您可以建立高度可擴展且響應迅速的應用程序，輕鬆處理 CPU 和 I/O 密集型任務。無論您是處理映像、執行 shell 命令還是管理微服務，了解何時使用工作執行緒和子進程是優化 Node.js 應用程式效能的關鍵。

以上是了解工作線程和子進程的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！