Node.js 当多个I/O操作发生时，单线程如何处理并发

Node JS是最受欢迎的运行环境之一，用于构建后端服务器。尽管它是单线程的，但由于其异步和非阻塞的行为，Node JS表现得非常出色。它经常用于构建与网站、移动应用程序等进行交互的后端服务器。让我们看看这个话题-

单线程Node JS在多个I/O操作发生时如何处理并发？

这意味着Node JS在使用单个线程时如何处理多个客户端请求？使用单个线程意味着一次只能处理一个客户端的请求和响应。那么当多个客户端发出请求时，Node JS是如何工作的呢？

Node JS使用异步和非阻塞行为的概念。但首先，让我们了解以下术语： 单线程 和并发。

单线程： Node JS使用单个线程工作。这意味着没有一个线程池被分配来处理客户端请求，而只有一个线程用于接受传入的请求。因此，即使有100个客户端，我们也只有一个线程在一个服务器上处理它们。
并发： 当多个客户端同时发出请求时，这被称为并发。例如，Google的官方网站每天都有数百人同时访问。这就是并发。

让我们看一下处理客户端请求的方法：

1. 同步和阻塞行为： 这意味着线程将接受一个客户端请求，将其发送到另一个服务器或数据库，并等待响应（阻塞行为）。一旦收到响应，它将将响应返回给客户端，然后接受第二个客户端的请求（同步）。这意味着后续的客户端必须等待他们的响应，直到前面的客户端收到他们的响应，这在我们的案例中是不可行的。

2. 异步和非阻塞行为： 这是Node JS使用的方法。这意味着线程将接受第一个客户端的请求，将请求发送到一个工作线程池，并变得空闲以接受第二个客户端的请求（非阻塞行为）。这样它就可以同时处理多个或并发的客户端请求。一旦响应准备好，线程池通过回调将其发送回主线程（异步行为）。一旦线程接收到响应，它将响应返回给相应的客户端。这就是Node JS处理并发的方式。

让我们通过以下代码示例来理解：

注意： 创建一个名为server.js的文件，我们将在两个示例中使用它：

示例1： 在这个示例中，我们将看到如何处理单个客户端请求：

const express = require('express'); 
const app = express(); 
const port = 5000; 
  
app.get('/', (req, res) => { 
    res.send('Hello World!'); 
    console.log('Hello World!'); 
}) 
  
app.listen(port, () => { 
    console.log(`Server is running at the port: ${port}`); 
})

运行服务器的步骤：

使用以下命令运行代码：

node server.js

输出： 现在请打开您的浏览器，在地址栏中输入 http://localhost:5000/。您将会看到一个页面上显示”Hello World”的字样。

Server is running at the port: 5000
Hello World!

解释： 所以，代码的作用是，在URL http://localhost:5000/ 上接收客户端请求，使用 app.get 发送输出到客户端使用 res.send . 同时，我们在控制台中打印输出，使用console.log.

示例2： 在这个示例中，我们将看到如何处理多个或并发的客户端请求：

const express = require('express'); 
const app = express(); 
const port = 5000; 
  
const multipleClients = async () => { 
    await console.log('Hello World!'); 
} 
  
app.get('/', (req, res) => { 
    multipleClients(); 
}) 
  
app.listen(port, () => { 
    console.log(`Server is running at the port: ${port}`); 
})

运行服务器的步骤：使用以下命令运行代码：

node server.js

输出：

现在，打开你的浏览器，在多个标签页中输入http://localhost:5000/。在这种情况下，我使用了三个标签页。现在返回到你的控制台。你应该得到以下输出：

Server is running at the port: 5000
Hello World!
Hello World!
Hello World!

解释: 如您所见，有一部分与上一个示例相似。在这种情况下，我们正在创建一个名为 multipleClients 的新函数。这是一个异步函数。我们使用了 async 关键字。因此，当我们向URL http://localhost:5000/发出多个客户端请求时， app.get 调用了函数multipleClients。由于这是一个异步函数，主线程将该请求发送到工作线程池并等待响应。值得注意的是，我们使用 await 来达到相同的目的。然后该线程变为空闲状态，可以接受来自另一个用户的请求。当线程池向主线程返回响应时，主线程将响应返回给客户端，并且我们可以在控制台中看到输出为’ Hello World! ‘。这展示了Node JS的异步和非阻塞行为。

这就是我们如何在Node JS中处理并发性，使用 async 和 await 关键字。