Node.js + worker_threads怎么实现多线程
这篇文章主要介绍"Node.js + worker_threads怎么实现多线程"的相关知识，小编通过实际案例向大家展示操作过程，操作方法简单快捷，实用性强，希望这篇"Node.js + worker_threads怎么实现多线程"文章能帮助大家解决问题。
通常情况下，Node.js被认为是单线程。由主线程去按照编码顺序一步步执行程序代码，一旦遇到同步代码阻塞，主线程就会被占用，后续的程序代码的执行都会被卡住。没错Node.js的单线程指的是主线程是"单线程"。
为了解决单线程带来的问题，本文的主角worker_threads出现了。worker_threads首次在Node.js v10.5.0作为实验性功能出现，需要命令行带上--experimental-worker才能使用。直到v12.11.0稳定版才能正式使用。
本文将会介绍worker_threads的使用方式，以及利用worker_threads执行斐波那契数列作为实践例子。
先决条件
阅读并食用本文，需要先具备：
安装了
Node.js v12.11.0及以上版本掌握 JavaScript 同步和异步编程的基础知识
掌握 Node.js 的工作原理
worker_threads 介绍
worker_threads 模块允许使用并行执行 JavaScript 的线程。
工作线程对于执行 CPU 密集型的 JavaScript 操作很有用。 它们对 I/O 密集型的工作帮助不大。 Node.js 内置的异步 I/O 操作比工作线程更高效。
与 child_process 或 cluster 不同，worker_threads 可以共享内存。 它们通过传输 ArrayBuffer 实例或共享 SharedArrayBuffer 实例来实现。
由于以下特性，worker_threads已被证明是充分利用CPU性能的最佳解决方案：
它们运行具有多个线程的单个进程。
每个线程执行一个事件循环。
每个线程运行单个 JS 引擎实例。
每个线程执行单个 Nodejs 实例。
worker_threads 如何工作
worker_threads通过执行主线程指定的脚本文件来工作。每个线程都在与其他线程隔离的情况下执行。但是，这些线程可以通过消息通道来回传递消息。
主线程使用worker.postMessage()函数使用消息通道，而工作线程使用parentPort.postMessage()函数。
通过官方示例代码加强了解：
const { Worker, isMainThread, parentPort, workerData} = require('worker_threads');if (isMainThread) { module.exports = function parseJSAsync(script) { return new Promise((resolve, reject) => { const worker = new Worker(__filename, { workerData: script }); worker.on('message', resolve); worker.on('error', reject); worker.on('exit', (code) => { if (code !== 0) reject(new Error(`Worker stopped with exit code ${code}`)); }); }); };} else { const { parse } = require('some-js-parsing-library'); const script = workerData; parentPort.postMessage(parse(script));}上述代码主线程与工作线程都使用同一份文件作为执行脚本(__filename为当前执行文件路径)，通过isMainThread来区分主线程与工作线程运行时逻辑。当模块对外暴露方法parseJSAsync被调用时候，都将会衍生子工作线程去执行调用parse函数。
worker_threads 具体使用
在本节使用具体例子介绍worker_threads的使用
创建工作线程脚本文件workerExample.js:
const { workerData, parentPort } = require('worker_threads')parentPort.postMessage({ welcome: workerData })创建主线程脚本文件main.js:
const { Worker } = require('worker_threads')const runWorker = (workerData) => { return new Promise((resolve, reject) => { // 引入 workerExample.js `工作线程`脚本文件 const worker = new Worker('./workerExample.js', { workerData }); worker.on('message', resolve); worker.on('error', reject); worker.on('exit', (code) => { if (code !== 0) reject(new Error(`stopped with ${code} exit code`)); }) })}const main = async () => { const result = await runWorker('hello worker threads') console.log(result);}main().catch(err => console.error(err))控制台命令行执行:
node main.js
输出:
{ welcome: 'hello worker threads' }worker_threads 运算斐波那契数列
在本节中，让我们看一下 CPU 密集型示例，生成斐波那契数列。
如果在没有工作线程的情况下完成此任务，则会随着nth期限的增加而阻塞主线程。
创建工作线程脚本文件worker.js
const {parentPort, workerData} = require("worker_threads");parentPort.postMessage(getFibonacciNumber(workerData.num))function getFibonacciNumber(num) { if (num === 0) { return 0; } else if (num === 1) { return 1; } else { return getFibonacciNumber(num - 1) + getFibonacciNumber(num - 2); }}创建主线程脚本文件main.js:
const {Worker} = require("worker_threads");let number = 30;const worker = new Worker("./worker.js", {workerData: {num: number}});worker.once("message", result => { console.log(`${number}th Fibonacci Result: ${result}`);});worker.on("error", error => { console.log(error);});worker.on("exit", exitCode => { console.log(`It exited with code ${exitCode}`);})console.log("Execution in main thread");控制台命令行执行:
node main.js
输出:
Execution in main thread30th Fibonacci Result: 832040It exited with code 0
在main.js文件中，我们从类的实例创建一个工作线程，Worker正如我们在前面的示例中看到的那样。
为了得到结果，我们监听 3 个事件，
message响应工作线程发出消息。exit在工作线程停止执行的情况下触发的事件。error发生错误时触发。
我们在最后一行main.js，
console.log("Execution in main thread");通过控制台的输出可得，主线程并没有被斐波那契数列运算执行而阻塞。
因此，只要在工作线程中处理 CPU 密集型任务，我们就可以继续处理其他任务而不必担心阻塞主线程。
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