20211012 - Node性能

[onvno]

理解NodeJS 实现高并发原理

node分层

1. Node.js 标准库

这部分是由 Javascript编写的，也就是我们使用过程中直接能调用的 API，在源码中的 lib 目录下可以看到。

2. Node bindings

这一部分是Javascript 能够直接调用C/C++代码的关键。 主要作用是把nodejs底层实现的C/C++库暴露给Javascript 环境。 Nodejs 通过一层 C++ Binding，把 JS 传入 V8, V8 解析后交给 libuv 发起 asnyc I/O, 并等待消息循环调度。 可以将其理解为一个桥，桥这头是js，桥那头是C/C++，通过这个桥可以让js调用C/C++。

3.底层库

V8： Google 推出的 Javascript VM，也是 Node.js 为什么使用的是 Javascript的关键，它为 Javascript提供了在非浏览器端运行的环境，它的高效是 Node.js 之所以高效的原因之一。 Libuv：它为 Node.js 提供了跨平台，线程池，事件池，异步 I/O 等能力， Node.js高效的异步编程模型很大程度上归功于libuv的实现。。 C-ares：提供了异步处理 DNS 相关的能力。 http_parser、OpenSSL、zlib 等：提供包括 http 解析、SSL、数据压缩等其他的能力。

性能

• 节省了线程创建销毁的开销

• 所有IO操作都是异步，可以最大化利用服务性能

  • 我们所看到的node.js单线程只是一个js主线程，本质上的异步操作还是由线程池完成的，node将所有的阻塞操作都交给了内部的线程池去实现，本身只负责不断的往返调度，并没有进行真正的I/O操作，从而实现异步非阻塞I/O，这便是node单线程和事件驱动的精髓之处了。
  • Nodejs之所以单线程可以处理高并发的原因，得益于libuv层的事件循环机制，和底层线程池实现。
  • Event loop就是主线程从主线程的事件队列里面不停循环的读取事件，驱动了所有的异步回调函数的执行，Event loop总共7个阶段，每个阶段都有一个任务队列，当所有阶段被顺序执行一次后，event loop 完成了一个 tick。

• node的优点：I/O密集型处理是node的强项，因为node的I/O请求都是异步的（如：sql查询请求、文件流操作操作请求、http请求...）

• node的缺点：不擅长cpu密集型的操作

单线程与多线程比较

• 相对于Java，PHP或者.net 等经典服务器端语言中，用户每一次请求都会为用户创建单独的线程，而每一个客户端连接创建一个线程，需要耗费2MB的内存。也就是说。理论上一个8GB的服务器可以同时连接用户数为4000个左右，要存在高并发支持更多的用户，必须要额外增加服务器的数量或者增加服务器内存数，而Web应用程序的硬件成本当然也就上升了。
• Node.js 不为每个客户连接创建一个新的线程，而仅仅使用一个线程（thread）。当有用户连接了，就触发一个内部事件，通过非阻塞I/O、事件驱动机制，让 Node.js 程序宏观上也是并行的。使用 Node.js，一个8GB内存的服务器，可以同时处理超过4万用户的连接。理论上，一个8G内存的服务器，可以同时容纳3到4万用户的连接。