Node.js 是如何工作的
Node.js 使用兩種線程：event loop 處理的主線程和 worker pool 中的幾個輔助線程。
事件循環是一種機制，它采用回調（函數）並注冊它們，准備在將來的某個時刻執行。它與相關的 JavaScript 代碼在同一個線程中運行。當 JavaScript 操作阻塞線程時，事件循環也會被阻止。
工作池是一種執行模型，它產生並處理單獨的線程，然后同步執行任務，並將結果返回到事件循環。事件循環使用返回的結果執行提供的回調。
簡而言之，它負責異步 I/O操作 —— 主要是與系統磁盤和網絡的交互。它主要由諸如 fs（I/O 密集）或 crypto（CPU 密集）等模塊使用。工作池用 libuv 實現，當 Node 需要在 JavaScript 和 C++ 之間進行內部通信時，會導致輕微的延遲，但這幾乎不可察覺。
基於這兩種機制，我們可以編寫如下代碼：
fs.readFile(path.join(__dirname, './package.json'), (err, content) => { if (err) { return null; } console.log(content.toString()); });
前面提到的 fs 模塊告訴工作池使用其中一個線程來讀取文件的內容，並在完成后通知事件循環。然后事件循環獲取提供的回調函數，並用文件的內容執行它。
以上是非阻塞代碼的示例，我們不必同步等待某事的發生。只需告訴工作池去讀取文件，並用結果去調用提供的函數即可。由於工作池有自己的線程，因此事件循環可以在讀取文件時繼續正常執行。
在不需要同步執行某些復雜操作時，這一切都相安無事：任何運行時間太長的函數都會阻塞線程。如果應用程序中有大量這類功能，就可能會明顯降低服務器的吞吐量，甚至完全凍結它。在這種情況下，無法繼續將工作委派給工作池。
在需要對數據進行復雜的計算時（如AI、機器學習或大數據）無法真正有效地使用 Node.js，因為操作阻塞了主（且唯一）線程，使服務器無響應。在 Node.js v10.5.0 發布之前就是這種情況，在這一版本增加了對多線程的支持。
worker_threads
worker_threads 模塊允許我們創建功能齊全的多線程 Node.js 程序。
thread worker 是在單獨的線程中生成的一段代碼（通常從文件中取出）。
注意，術語 thread worker，worker 和 thread 經常互換使用，他們都指的是同一件事。
要想使用 thread worker，必須導入 worker_threads 模塊。讓我們先寫一個函數來幫助我們生成這些thread worker，然后再討論它們的屬性。
type WorkerCallback = (err: any, result?: any) => any; export function runWorker(path: string, cb: WorkerCallback, workerData: object | null = null) { const worker = new Worker(path, { workerData }); worker.on('message', cb.bind(null, null)); worker.on('error', cb); worker.on('exit', (exitCode) => { if (exitCode === 0) { return null; } return cb(new Error(`Worker has stopped with code ${exitCode}`)); }); return worker; }
要創建一個 worker，首先必須創建一個 Worker 類的實例。它的第一個參數提供了包含 worker 的代碼的文件的路徑；第二個參數提供了一個名為 workerData 的包含一個屬性的對象。這是我們希望線程在開始運行時可以訪問的數據。
請注意：不管你是用的是 JavaScript， 還是最終要轉換為 JavaScript 的語言（例如，TypeScript），路徑應該始終引用帶有 .js 或 .mjs 擴展名的文件。
我還想指出為什么使用回調方法，而不是返回在觸發 message 事件時將解決的 promise。這是因為 worker 可以發送許多 message 事件，而不是一個。
正如你在上面的例子中所看到的，線程間的通信是基於事件的，這意味着我們設置了 worker 在發送給定事件后調用的偵聽器。
以下是最常見的事件：
worker.on('error', (error) => {});
只要 worker 中有未捕獲的異常，就會發出 error 事件。然后終止 worker，錯誤可以作為提供的回調中的第一個參數。
worker.on('exit', (exitCode) => {});
在 worker 退出時會發出 exit 事件。如果在worker中調用了 process.exit()，那么 exitCode 將被提供給回調。如果 worker 以 worker.terminate() 終止，則代碼為1。
worker.on('online', () => {});
只要 worker 停止解析 JavaScript 代碼並開始執行，就會發出 online 事件。它不常用，但在特定情況下可以提供信息。
worker.on('message', (data) => {});
只要 worker 將數據發送到父線程，就會發出 message 事件。
現在讓我們來看看如何在線程之間共享數據。
在線程之間交換數據
要將數據發送到另一個線程，可以用 port.postMessage() 方法。它的原型如下：
port.postMessage(data[, transferList])
port 對象可以是 parentPort，也可以是 MessagePort 的實例 —— 稍后會詳細講解。
數據參數
第一個參數 —— 這里被稱為 data —— 是一個被復制到另一個線程的對象。它可以是復制算法所支持的任何內容。
數據由結構化克隆算法進行復制（包含function的對象引用都會報錯DataCloneError:xxxx could not be cloned）。引用自 Mozilla：
它通過遞歸輸入對象來進行克隆，同時保持之前訪問過的引用的映射，以避免無限遍歷循環。
該算法不復制函數、錯誤、屬性描述符或原型鏈。還需要注意的是，以這種方式復制對象與使用 JSON 不同，因為它可以包含循環引用和類型化數組，而 JSON 不能。
由於能夠復制類型化數組，該算法可以在線程之間共享內存。
實例：
1、代碼
server.js
const express = require('express');
const ws = require('ws');
const convertMessage = require('./worker');//引入worker中的方法
const app = express()
const wsServer = new ws.Server({ noServer: true });
wsServer.on('connection', (socket, req) => {
socket.on('message', message => {
console.log(message);
});
});
const port = 3002
app.get('/test', (req, res) => {
//1.接收到test請求,調用convertMessage，發起子線程
convertMessage().then(() => {
//5.converMessage resove后向客戶端發送success
res.send('success')
})
})
app.get('/', async (req, res) => {
res.send('Hello World!')
})
//啟動服務
const server = app.listen(port, () => {
console.log(`Example app listening at http://localhost:${port}`)
})
server.on('upgrade', (request, socket, head) => {
wsServer.handleUpgrade(request, socket, head, socket => {
wsServer.emit('connection', socket, request);
});
});
worker.js
const { Worker, workerData } = require('worker_threads')
module.exports = function convertMessage() {
return new Promise((resolve, reject) => {
//2.子線程中執行./index.js文件
const worker = new Worker('./index.js');
worker.on('message', (message) => {
//4.接收到子線程通過postMessage傳回的message
console.log(message)
resolve()
});
worker.on('error', reject);
worker.on('exit', (code) => {
//子線程執行完成后觸發exit事件
if (code !== 0) {
reject(new Error(`Worker stopped with exit code ${code}`));
}
})
})
}
index.js
const { parentPort, workerData } = require('worker_threads')
for (let i = 0; i < 100; i++) {
//3.通過主線程的parentPort，向主線程發送消息
parentPort.postMessage(`index.js執行中${i}`)
}
2、測試結果
后端通過node server.js啟動服務，前端通過http://localhost:3002/test發起請求：
后端log如下：
前端結果：
