Node.js是如何解決伺服器高效能瓶頸問題的

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1.單執行緒

在Java、PHP或者.net等伺服器端語言中,會為每一個客戶端連線建立一個新的執行緒。而每個執行緒需要耗費大約2MB記憶體。也就是說,理論上,一個8GB記憶體的伺服器可以同時連線的最大使用者數為4000個左右。要讓Web應用程式支援更多的使用者,就需要增加伺服器的數量,而Web應用程式的硬體成本當然就上升了。

Node.js不為每個客戶連線建立一個新的執行緒,而僅僅使用一個執行緒。當有使用者連線了,就觸發一個內部事件,通過非阻塞I/O、事件驅動機制,讓Node.js程式巨集觀上也是並行的。使用Node.js,一個8GB記憶體的伺服器,可以同時處理超過4萬使用者的連線。

另外,帶執行緒的帶來的好處,還有作業系統完全不再有執行緒建立、銷燬的時間開銷。

壞處,就是一個使用者造成了執行緒的崩潰,整個服務都崩潰了,其他人也崩潰了。

2.非阻塞I/O

例如,當在訪問資料庫取得資料的時候,需要一段時間。在傳統的單執行緒處理機制中,在執行了訪問資料庫程式碼之後,整個執行緒都將暫停下來,等待資料庫返回結果,才能執行後面的程式碼。也就是說,I/O阻塞了程式碼的執行,極大地降低了程式的執行效率。

由於Node.js中採用了非阻塞型I/O機制,因此在執行了訪問資料庫的程式碼之後,將立即轉而執行其後面的程式碼,把資料庫返回結果的處理程式碼放在回撥函式中,從而提高了程式的執行效率。

當某個I/O執行完畢時,將以事件的形式通知執行I/O操作的執行緒,執行緒執行這個事件的回撥函式。為了處理非同步I/O,執行緒必須有事件迴圈,不斷的檢查有沒有未處理的事件,依次予以處理。

阻塞模式下,一個執行緒只能處理一項任務,要想提高吞吐量必須通過多執行緒。而非阻塞模式下,一個執行緒永遠在執行計算操作,這個執行緒的CPU核心利用率永遠是100%。所以,這是一種特別有哲理的解決方案:與其人多,但是好多人閒著;還不如一個人玩命,往死裡幹活兒。

3.事件驅動

在Node中,客戶端請求建立連線,提交資料等行為,會觸發相應的事件。在Node中,在一個時刻,只能執行一個事件回撥函式,但是在執行一個事件回撥函式的中途,可以轉而處理其他事件(比如,又有新使用者連線了),然後返回繼續執行原事件的回撥函式,這種處理機制,稱為“事件環”機制。

Node.js底層是C (V8也是C 寫的)。底層程式碼中,近半數都用於事件佇列、回撥函式佇列的構建。用事件驅動來完成伺服器的任務排程,這是鬼才才能想到的。針尖上的舞蹈,用一個執行緒,擔負起了處理非常多的任務的使命。