NodeJS 为何性能高

NodeJS 是基于 javascript 语言，构建在 Google V8 引擎上，基于事件驱动、非阻塞 I/O 模型。虽然是单进程单线程，但是基于事件驱动模型，nodejs 的性能非常高 （高并发）。

事件驱动模型

非阻塞式模型，当有新的请求或任务到达服务器时，服务器进行响应，利用异步处理事件的能力，程序无需等待结果返回，而是基于回调通知机制，将应答结果在随后的事件回调中返回给请求者，原本同步模式下需要等待的时间，则可以用来处理其他任务。因此高效！（比如餐馆点餐）

进程：资源分配的最小单位； 线程：运算调度的最小单位；

线程隶属于进程，一个进程可以拥有多个线程；一个线程只能隶属于一个进程。

单线程

一个进程只开辟了一个线程，js 属于单线程，通过『异步操作』缓解顺序执行时带来的线程阻塞问题。

多进程

在多核心 cpu 的服务器上，可以通过 child_process.fork 或 Cluster 来启动多个进程，提高 CPU 利用率。（⚠️ 不是为了解决高并发问题）

child_process.fork 开启多进程

// child_process.js 子进程任务
function computeSum() {
  console.time("computeTime");
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < 1e10; i++) {
    sum += i;
  }

  console.timeEnd("computeTime");
  return sum;
}

// 接收：主进程下发的任务通知
process.on("message", (msg) => {
  console.log(msg, "process.pid:", process.pid);

  // 执行大量运算任务
  let res = computeSum();

  // 任务执行完毕，通知主进程！
  process.send(res);
});

// fork_server.js 主进程
let http = require("http");
let { fork } = require("child_process");

let server = http.createServer((req, response) => {
  if (req.url == "/compute") {
    console.log("on compute");

    // 开启：「大量计算任务」子进程
    let childProcess = fork("./child_process.js");

    // 通知：子进程开始执行任务
    childProcess.send("开启一个新的子进程，用于大计算。");

    // 接收：子进程反馈的执行结果消息！
    childProcess.on("message", (res) => {
      console.log("res:", res);

      response.end(`compute result is: ${res}`);

      // 结束：子进程
      childProcess.kill();
    });
  } else {
    response.end(`ok`);
  }
});

server.listen(3333, () => {
  console.log("server running at http://127.0.0.1:3333");
});

Cluster 开启多进程

通过 cluster.isMaster 判断是否在主进程，如果是，则根据 cpu 数量调用 cluster.fork() 方法创建多个子进程。如果不是，则代表当前处在工作（worker）进程中，则进行具体任务处理。

let http = require("http");
let cluster = require("cluster");
let cpus = require("os").cpus();
process.title = "node-master";

// 如果是主进程，执行「创建子进程」的逻辑
if (cluster.isMaster) {
  console.log(`cups ${cpus.length}`);
  console.log("master");
  // 根据主机cpu数量创建子进程（一般为cpu数量的一半，为了平衡性能和cpu占用率）
  for (let i = 0; i < i < (Math.floor(cpus.length / 2) || 1); i++) {
    let worker = cluster.fork();
    console.log(`子进程worker已创建： ${worker.process.pid} forked`);

    worker.send(`子进程发送消息：我是子进程${worker.process.pid}, 你好呀`);

    worker.on("message", (msg) => {
      console.log(
        `子进程接收消息：worker_${worker.process.pid} 接收到消息，内容是“ ${msg} ”`
      );
    });
  }
} else if (cluster.isWorker) {
  // 如果是子进程，执行具体任务。如开启新的http服务
  console.log(`fork worker 工作进程 ${process.pid} 已启动`);
  console.log(`这是工作进程 #${cluster.worker.id}`);
  process.on("message", (msg) => {
    console.log(`process onmessage msg is: ${msg}`);
    process.send(msg + "：叫爸爸");
  });

  // 工作进程（子进程）可以共享任何 TCP 连接。在本例子中，共享的是 HTTP 服务器。
  http
    .createServer((req, res) => {
      res.writeHead(200);
      res.end(`你好世界 #${JSON.stringify(cluster.worker, "\t", 2)} \n`);
    })
    .listen(3333);
}

// 主进程和工作进程的 listening 事件都会在工作进程调用 listen 方法的时候触发。
cluster.on("listening", (worker, address) => {
  console.log(`工作进程已连接到 ${address.address}:${address.port}`);
});

// 监听子进程断开事件
// 触发 disconnect 事情的原因有很多，可以是主动调用 worker.disconnect()，也可以是工作进程退出或者被 kill 掉。
cluster.on("disconnect", (worker) => {
  console.log(`工作进程 #${worker.id} 已断开连接`);
});

// exit 事件会在任何一个工作进程关闭的时候触发。
// 一般用来监测 cluster 中某一个进程是否异常退出，
// 如果退出的话使用 cluster.fork 创建新的进程，以保证有足够多的进程来处理请求。
//
// exitedAfterDisconnect 表示如果工作进程由于 .kill() 或 .disconnect() 而退出的话，值就是 true。
// exitedAfterDisconnect 表示如果是以其他方式退出的话，返回值就是 false。
// exitedAfterDisconnect 表示如果工作进程尚未退出，则为 undefined。
cluster.on("exit", (worker, code, signal) => {
  if (worker.exitedAfterDisconnect === true) {
    console.log(
      "工作进程 %d 关闭 (%s).这是自发退出，无需担心",
      worker.process.pid,
      signal || code
    );
  } else {
    console.log(
      "工作进程 %d 关闭 (%s).这是异常退出，重启中...",
      worker.process.pid,
      signal || code
    );
    cluster.fork();
  }
});

Cluster 开启多进程时候端口疑问讲解：

如果多个 Node 进程监听同一个端口时会出现 Error:listen EADDRIUNS 的错误，而 cluster 模块为什么可以让多个子进程监听同一个端口呢? 原因是 master 进程内部启动了一个 TCP 服务器，而真正监听端口的只有这个服务器，当来自前端的请求触发服务器的 connection 事件后，master 会将对应的 socket 具柄发送给子进程。

进程守护

PM2 管理

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