Nodejs密集型CPU解決方案

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首先說一下nodejs單線程的優勢：

高效能，與php相比，避免了頻繁建立切換線程的開銷，執行更加迅速，資源佔用小。

安全執行緒，不用擔心同一變數被多線程讀寫，造成程式崩潰。

單線程的非同步和非阻塞，其實 nodejs底層訪問I/O還是多線程的，阻塞/非阻塞與非同步/同步是兩個不同的概念，同步不代表阻塞，但是阻塞肯定就是同步；有點兒繞口，請聽我舉例，我去食堂打飯，我選擇了A套餐，然後工作人員幫我去配餐，如果我就站在旁邊，等待工作人員給我配餐，這種情況就稱之為同步；若工作人員幫我配餐的同時，排在我後面的人就開始點餐，這樣整個食堂的點餐服務並沒有因為我在等待A套餐而停止，這種情況就稱之為非阻塞。這個例子就簡單說明了同步但非阻塞的情況。再如果我在等待配餐的時候去買飲料，等聽到叫號再回去拿套餐，此時我的飲料也已經買好，這樣我在等待配餐的同時還執行了買飲料的任務，叫號就等於執行了回調，就是非同步非阻塞了。如果我在買飲料的時候，已經叫我的號讓我去拿套餐，可是我等了好久才拿到飲料，所以我可能在大廳叫我的餐號之後很久才拿到A套餐，這也就是單線程的阻塞情況。

多線程：

線程是cpu調度的一個基本單位，一個cpu只能執行一個線程任務。

nodejs也可以執行多行程任務，例如引用TAGG/TAGG2模組，大家可以看一下我上一篇文章，裡面有具體的使用方法。但是不論是tagg/tagg2都是利用pthread庫和V8：：Isolate類來實現js多線程功能的，根據規則我們線上程裡執行的函數無法使用nodejs的核心api，例如fs，crypto模組，所以還是有很大的局限性。

多進程：

在支援html5的瀏覽器裡，我們可以使用webworker來將一些耗時的計算丟入worker進程中執行，這樣主進程就不會阻塞，使用者也不會有卡頓的感覺。

這裡我們需要利用nodejs的child_process模組，child_process提供了fork方法，可以啟動一個nodejs檔案，將它視作worker進程，worker 工作完畢後，會把結果send給主進程，然後worker自動結束，這樣我們就利用了多進程解決了主線程阻塞的問題。

var express = require(‘express‘);var fork = require(‘child_process‘).fork;var app = express();app.get(‘/‘, function(req, res){  var worker = fork(‘./work.js‘) //建立一個背景工作處理序  worker.on(‘message‘, function(m) {//接收背景工作處理序計算結果          if(‘object‘ === typeof m && m.type === ‘fibo‘){                   worker.kill();//發送殺死進程的訊號                   res.send(m.result.toString());//將結果返回用戶端          }  });  worker.send({type:‘fibo‘,num:~~req.query.n || 1});  //發送給背景工作處理序計算fibo的數量});app.listen(7878);

我們通過express監聽7878連接埠，對每個使用者的請求都會去fork一個子進程，通過調用worker.send方法將參數n傳遞給子進程，同時監聽子進程發送訊息的message事件，將結果響應給用戶端。

下面是被fork的work.js檔案內容：

var fibo = function fibo (n) {//定義演算法   return n > 1 ? fibo(n - 1) + fibo(n - 2) : 1;}process.on(‘message‘, function(m) {//接收主進程發送過來的訊息          if(typeof m === ‘object‘ && m.type === ‘fibo‘){                  var num = fibo(~~m.num);                  //計算jibo                  process.send({type: ‘fibo‘,result:num})                  //計算完畢返回結果                  }});process.on(‘SIGHUP‘, function() {        process.exit();//收到kill資訊，進程退出});

我們先定義函數fibo用來計算斐波那契數組，然後監聽了主線程發來的訊息，計算完畢之後將結果send到主線程。同時還監聽process的SIGHUP事件，觸發此事件就進程退出。

這裡我們有一點需要注意，主線程的kill方法並不是真的使子進程退出，而是會觸發子進程的SIGHUP事件，真正的退出還是依靠process.exit()。

總結：

使用child_process模組的fork方法確實可以讓我們很好的解決單線程對cpu密集型任務的阻塞問題，同時又沒有tagg包那樣無法使用Node.js核心api的限制。

單線程非同步Node.js不代表不會阻塞，在主線程做過多的任務可能會導致主線程的卡死，影響整個程式的效能，所以我們要非常小心的處理大量的迴圈，字串拼接和浮點運算等cpu密集型任務，合理的利用各種技術把任務丟給子線程或子進程去完成，保持Node.js主線程的暢通。

線程/進程的使用並不是沒有開銷的，儘可能減少建立和銷毀線程/進程的次數，可以提升我們系統整體的效能和出錯的機率。

 

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