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通常,Node.js如何处理10,000个并发请求?

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通常,Node.js如何处理10,000个并发请求?

如果您必须问这个问题,那么您可能不熟悉大多数Web应用程序/服务的功能。您可能会认为所有软件都可以这样做:

user do an action       │       v application start processing action   └──> loop ...          └──> busy processing end loop   └──> send result to user

但是,这不是Web应用程序或任何以数据库为后端的应用程序的工作方式。Web应用程序可以这样做:

user do an action       │       v application start processing action   └──> make database request          └──> do nothing until request completes request complete   └──> send result to user

在这种情况下,软件将大部分运行时间都用0%的CPU时间来等待数据库返回。

多线程网络应用程序:

多线程网络应用程序可以像这样处理上述工作量:

request ──> spawn thread   └──> wait for database request          └──> answer requestrequest ──> spawn thread   └──> wait for database request          └──> answer requestrequest ──> spawn thread   └──> wait for database request          └──> answer request

因此,线程大部分时间都使用0%的CPU等待数据库返回数据。这样做时,他们不得不分配一个线程所需的内存,其中每个线程都包括一个完全独立的程序堆栈。此外,他们还必须启动一个线程,尽管它并不像启动一个完整的进程那样昂贵。贱。

单线程事件循环

由于我们大部分时间都使用0%的CPU,为什么不使用CPU时不运行一些代码?这样,每个请求仍将获得与多线程应用程序相同的CPU时间,但是我们不需要启动线程。所以我们这样做:

request ──> make database requestrequest ──> make database requestrequest ──> make database requestdatabase request complete ──> send responsedatabase request complete ──> send responsedatabase request complete ──> send response

实际上,这两种方法都以大致相同的延迟返回数据,这是因为数据库响应时间决定着处理的时间。

这里的主要优点是我们不需要产生新的线程,因此我们不需要执行大量的malloc会减慢我们的速度。

魔术隐形螺纹

看似神秘的事情是上述两种方法如何设法以“并行”方式运行工作负载?答案是数据库是线程化的。因此,我们的单线程应用程序实际上是在利用另一个进程的多线程行为:数据库。

单线程方法失败的地方

如果您需要在返回数据之前进行大量CPU计算,则单线程应用程序会失败很大。现在,我不是说要for循环来处理数据库结果。仍然大部分是O(n)。我的意思是像执行傅立叶变换(例如,mp3编码),光线跟踪(3D渲染)等。

单线程应用程序的另一个陷阱是,它将仅利用单个CPU内核。因此,如果您拥有四核服务器(当今并不常见),则您不会使用其他3个核。

多线程方法失败的地方

如果您需要为每个线程分配大量RAM,则多线程应用程序会失败很大。首先,RAM本身的使用量意味着您无法处理与单线程应用程序一样多的请求。更糟糕的是,malloc很慢。分配大量对象(这在现代Web框架中很常见)意味着我们可能最终会比单线程应用程序慢。这是node.js通常获胜的地方。

一个最终导致多线程恶化的用例是,当您需要在线程中运行另一种脚本语言时。首先,通常需要为该语言分配整个运行时,然后需要分配脚本使用的变量。

因此,如果您使用C或go或java编写网络应用程序,则线程的开销通常不会太糟。如果您要编写C网络服务器来服务PHP或Ruby,那么用javascript或Ruby或Python编写更快的服务器非常容易。

混合方式

某些Web服务器使用混合方法。例如,Nginx和Apache2将其网络处理代码实现为事件循环的线程池。每个线程运行一个事件循环,同时处理单线程请求,但请求在多个线程之间进行负载平衡。

一些单线程体系结构还使用混合方法。您可以启动多个应用程序,而不是从一个进程启动多个线程,例如,在四核计算机上启动4个node.js服务器。然后,您可以使用负载平衡器在各个进程之间分配工作负载。

实际上,这两种方法在技术上是彼此相同的镜像。



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