8

我最近开始学习 node.js，这是一个基于 V8 的 JavaScript 库，以其非阻塞 IO 和令人难以置信的速度而闻名。

据我了解，节点不会等待 IO 响应，而是运行一个事件循环（类似于游戏循环），不断检查未完成的操作并在 IO 响应后立即继续/完成它们。节点性能与 Apache HTTPD 相比，节点速度明显更快，同时使用更少的内存。

现在，如果您阅读有关 Apache 的信息，您会了解到它每个用户使用 1 个线程，这可能会显着减慢它的速度，这就是我的问题出现的地方：

如果将线程与节点在其事件循环中内部执行的操作进行比较，您会开始看到相似之处：两者都是等待资源响应的未完成进程的抽象，都检查操作是否定期进行，然后不占用CPU 一段时间（至少我认为一个好的阻塞 API 在重新检查之前会休眠几毫秒）。

现在，使线程变得如此糟糕的显着关键差异在哪里？

4

2 回答 2

10

这里的区别是上下文切换。操作系统交换线程需要：

  • 保存指令指针（由 CPU 完成）
  • 保存 CPU 寄存器（如果线程进行了阻塞调用，则可能不需要，但如果它被抢占，则需要）
  • 交换调用堆栈。即使堆栈驻留在相同的虚拟内存空间中，这也至少是一次写入和一些读取，甚至适用于微线程（光纤）。
  • 在交换到不同进程的情况下，交换到内核模式，更新虚拟内存表并返回用户模式。

在事件队列的情况下：

  • 状态已更新。这在任何情况下都需要发生。
  • 事件处理程序返回。不是交换调用堆栈，而是弹出当前调用堆栈。
  • 检查事件队列是否有待处理的请求。只有当没有挂起的请求时，应用才会等待。这可以通过重复睡眠（如 OP 所建议）或（更好）通过对事件队列进行阻塞调用来完成。如果事件队列（例如一组 TCP 套接字）由操作系统管理，那么操作系统负责通知应用程序有新事件（一个套接字可以接受更多数据）。

如果服务器负载很高，事件队列的唯一开销是处理程序返回、读取队列和处理程序调用。在线程化方法中，交换线程会产生额外的开销。

此外，正如PST所提到的，线程方法引入了对锁定的需求。锁定本身很便宜，但等待其他线程释放资源需要额外的上下文切换，因为等待线程无法继续。甚至有可能一个线程被换入以获取锁，但在几个时钟周期后才被换出，因为它还需要锁定另一个资源。比较操作系统完成了多少工作（至少读取线程队列和交换调用堆栈）与线程完成了多少工作（从一个调用返回并进行另一个调用）。

于 2012-10-28T03:44:19.840 回答
0

从一个方面来看，它确实取决于特定于该语言的线程的实现。然而，一般来说，成本高的是线程的创建，而不是线程的运行。因此，某些语言（如 .Net）保留了一个线程池，因此您可以获取一个基本上已经创建的线程池，从而降低成本。

一位教授告诉我，线程的问题还在于，每种语言都有相当于 Thread.Yield() 函数，但实际上没有人使用它；因此，您将遇到的每个线程在调度方面都非常激进，这会在互斥锁和信号量之间引发各种战争；由于所使用的攻击性级别，某些线程从未真正运行过，这本身就是一个问题。

线程的好处是它们以增加功能为代价从其他循环（如 GUI 循环）中卸载功能。据我所知，事件仍然在单个线程中运行（除非特别告知要这样做）。

于 2012-10-28T03:32:43.280 回答