• Node.js之 EventLoop 理解(转)


    关于Node.js的第一个基本概念是I/O操作开销是巨大的:

    I/O开销

    所以,当前变成技术中最大的浪费来自于等待I/O操作的完成。有几种方法可以解决性能的影响:

    • 同步方式:按次序一个一个的处理请求。利:简单;弊:任何一个请求都可以阻塞其他所有请求。
    • 开启新进程:每个请求都开启一个新进程。利:简单;弊:大量的链接意味着大量的进程。
    • 开启新线程:每个请求都开启一个新线程。利:简单,而且跟进程比,对系统内核更加友好,因为线程比进程轻的多;弊:不是所有的机器都支持线程,而且对于要处理共享资源的情况,多线程编程会很快变得太过于复杂。

    第二个基本概念是每个连接都创建一个新线程是很消耗内存的(例如:你可以对比Nginx回想一下Apache内存耗尽的情景)。

    Apache是多线程的:它为每个请求开启一个新的线程(或者是进程,这取决于你的配置),当并发连接增多时,你可以看看它是怎么一点一点耗尽内存的。Nginx和Node.js不是多线程的,因为线程的消耗太“重”了。它们两个是单线程、基于事件的,这就把处理众多连接所产生的线程/进程消耗给消除了。

    Node.js中你的代码运行在单线程之中

    确实只有一个线程:你不能并行执行任何代码,比如:下面的“sleep”将会阻塞sever1秒钟:

    while(new Date().getTime() < now + 1000) {
        // do nothing
    }

    当这段代码运行时,Node.js不会响应客户端任何请求,因为只有一个线程来运行你的代码,另外,如果你执行cpu密集的任务,比如重设图像的大小,它也会阻塞所有请求。

    ……然而,除了你的代码,其它的一切都是并行执行的

    单线程没法让代码并行执行。但是所有I/O操作都是事件驱动、并行的,所以下面的代码不会阻塞server:

    c.query(
       'SELECT SLEEP(20);',
       function (err, results, fields) {
         if (err) {
           throw err;
         }
         res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});
         res.end('<html><head><title>Hello</title></head><body><h1>Return from async DB query</h1></body></html>');
         c.end();
        }
    );

    如果你在一次请求中执行这些,当数据库sleep时,其他请求也会立即被处理。

    为什么异步比较好?什么时候我们应该从同步转移到异步/并行执行呢?

    同步执行也不错,因为它简便了我们敲代码。但在使用异步时,你不必关心后端是怎么处理的。而且,在I/O操作时不会阻止其他请求,同时无需承担每个请求所产生的线程/进程的成本。

    I/O操作时使用异步处理很好,因为I/O操作的成本比单纯执行代码要高的多,我们应该在等待I/O时做其它更有意义的工作。

    Node.js event loop

    Event loop是指处理外部事件,并把外部事件转换为回调来进行调用的实体(晦涩难懂!!原文:an entity that handles and processes external events and converts them into callback invocations).所以,I/O调用的同时,server就可以去处理另一个请求。在一次I/O调用中,你的代码保存回调函数并把控制权交回到node.js运行时。当数据加载完毕可以访问时,就可以执行回调函数了。

    当然,在后端有很多数据库接入和处理的进程。但是,这些都不需要通过你的代码直接实现,你也就不必了解后台I/O之间的相互作用关系。和Apache相比,省去了很多线程消耗,因为不是每个链接都需要新线程,仅那些需要并行运行的才需要新线程。

    不只是I/O调用,Node.js期望所有的请求都能快速的响应,比如CPU密集的工作应该分离到其他进程,你可以使用事件和他交互。

    内部实现

    在内部,Node.js依赖libev来提供event loop,使用线程池来提供异步I/O。

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