NodeJS架构 - 单线程事件循环模型
这篇译章探究了NodeJS的架构和单线程事件循环模型。我们将在本文中讨论“NodeJS如何在底层工作，它遵循什么类型的处理模型，NodeJS如何使用单线程模型处理并发请求”等内容。 NodeJS 单线程事件循环模型 正如我们刚才说的，NodeJS使用的是“单线程事件循环模型”的架构去处理多个并发的客户端请求的。 有许多Web应用程序技术，如JSP，Spring MVC，ASP.NET等。但所有这些技术都遵循“多线程请求 - 响应”架构来处理多个并发客户端。 我们已经熟悉“多线程请求 - 响应”架构，因为它被大多数Web应用程序框架使用。 但是为什么NodeJS选择了不同的架构来开发Web应用程序。多线程和单线程事件循环体系结构之间的主要区别是什么? NodeJS NodeJS使用“单线程事件循环模型”架构来处理多个并发客户端。然而它是如何真正处理并发客户端请求且不使用多个线程。什么是事件循环模型？我们将逐一讨论这些概念。 在讨论“单线程事件循环”架构之前，首先我们将介绍著名的“多线程请求 - 响应”架构。 传统的Web应用处理模型 任何非NodeJS开发的Web应用程序通常都遵循“多线程请求 - 响应”模型。我们可以将此模型称为请求/响应模型。 客户端向服务器发送请求，然后服务器根据客户端请求进行一些处理，准备响应并将其发送回客户端。 该模型使用HTTP协议。由于HTTP是无状态协议，因此该请求/响应模型也是无状态模型。所以我们可以将其称为请求/响应无状态模型。 但是，此模型使用多线程来处理并发客户端请求。 在讨论这个模型内部之前，首先要看下面的内容。 请求/响应模型处理的步骤: 客户端发送一个请求到Web服务器 Web服务器内部维护一个有限的线程池，以便在客户端请求提供服务 Web服务器处于无限循环中并等待客户端传入请求 Web服务器处理请求步骤: 接收到一个客户端请求 从线程池中选择一个线程 将此线程分配给客户端请求 此线程读取客户端请求，处理客户端请求，执行阻塞的IO操作(如果需要)和准备响应 此线程将准备好的请求发送回Web服务器 Web服务器又将此响应发送到相应的服务器 服务器为所有客户端执行以上步骤，为每一个客户端请求创建一个线程。 图表说明: Client-1, Client-2, …, Client-n是同时发送请求到Web服务器的客户端应用 Web服务器内部维护着一个有限的线程池，线程池中线程数量为m个 Web服务器逐个接收这些请求: Web服务器拾取Client-1的请求Request-1，从线程池中拾取一个线程T-1并将此请求分配给线程T-1 线程T-1读取Client-1的请求Request-1, 并处理该请求 该请求无阻塞IO处理 处理完必要的步骤后准备将Response-1发送回客户端 Web服务器又将此Response-1发送到Client-1 Web服务器拾取Client-2的请求Request-2，从线程池中拾取一个线程T-2并将此请求分配给线程T-2 线程T-2读取Client-2的请求Request-2, 并处理该请求 该请求无阻塞IO处理 处理完必要的步骤后准备将Response-2发送回客户端 Web服务器又将此Response-2发送到Client-2 Web服务器拾取Client-n的请求Request-n，从线程池中拾取一个线程T-n并将此请求分配给线程T-n 线程T-n读取Client-n的请求Request-n, 并处理该请求 Request-n需要大量的阻塞IO和计算操作 线程T-n需要更多时间与外部系统(SQL, File System)交互，执行必要步骤并准备Response-n并将其发送回服务器 Web服务器又将此Response-n发送到Client-n 如果’n’大于’m’（大多数时候,它是真的），则在使用完所有的m个线程之后，剩余的客户端请求会在队列中等待。 如果这些线程中有大量的阻塞IO操作(例如:和数据库、文件系统、外部服务等交互)，那么剩余的客户端也会等待更长的时间。 一旦线程池中的线程空闲且可用于下一个任务，服务器就会拾取这些线程并将它们分配给剩余的客户端请求。 每个线程都会使用到许多资源，如内存等。因此，在将这些线程从忙状态转到等待状态之前，它们应该释放所有获取的资源。 请求/响应无状态模型的缺点： 在处理越来越多的并发客户端请求时会变得棘手 当客户端请求增加时，线程也会越来越多，最后它们会占用更多内存。 客户端可能需要等待服务器释放可用的线程去处理其请求 处理阻塞式的IO任务时浪费时间 NodeJS的架构 - 单线程事件循环 NodeJS不遵循请求/响应多线程无状态模型。 它采用单线程与事件循环模型。 NodeJS的处理模型主要基于Javascript基于事件的模型和Javascript回调机制。...