进程与线程本文原创：zhaojiaojiao进程进程是动态的，一般由程序、数据集合和进程控制块三部分组成，程序用来描述进

本文原创：zhaojiaojiao

进程

进程是动态的，一般由程序、数据集合和进程控制块三部分组成，程序用来描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集；数据集合是程序在执行时所需要的数据和工作区；进程控制块（PCB）包含进程的描述信息和控制信息，是进程存在的唯一标识

PCB

作用是描述进程，对进程进行有效的控制和管理；具体体现为，进程创建时，系统会创建对应的PCB，当进程状态发生变化时，系统会将状态记录在PCB中，当进程执行结束时，系统回收其PCB
记录的信息主要有：进程标识符、进程当前状态、进程队列指针、程序和数据地址、进程优先级、CPU现场保护区、通信关系、家族关系、资源清单（不同操作系统的进程控制块结构不同）

进程状态

就绪状态：具备执行条件
执行状态：正在运行的状态
阻塞状态：暂时无法执行下去

状态转换.png

线程

线程是程序执行中的一个单一的顺序控制流程，是CPU调度的最小单位，一个进程有一个或者多个线程，各个线程之间共享进程的内存空间，一个标准的线程由线程ID、当前指令指针（PC），寄存器和堆栈组成

线程的栈被自动分配到进程的内存空间中

线程和进程的区别

线程是程序执行的最小单位，而进程是操作系统分配资源的最小单位
一个进程由一个或者多个线程组成，线程是一个进程中代码的不同执行路线
进程之间相互独立，但是同一进程下的各个线程之间共享程序的内存空间（包括代码段、数据集、堆等）及一些进程级的资源（打开文件和信号）,某进程内的线程在其它进程中不可见
调度和切换：线程上下文切换比进程上下文切换要快的多

Node.js中的进程和线程

进程

Process模块

process 对象是一个全局变量，它提供有关当前 Node.js 进程的信息并对其进行控制。作为一个全局变量，它始终可供 Node.js 应用程序使用，无需使用 require()。它也可以使用 require() 显式地访问（摘自Node Process）：

const process = require('process');

通过process我们可以设置或获取进程的信息，如下所示：

const http = require('http');

const server = http.createServer();
server.listen(3000,()=>{
    process.title='开启进程';
    console.log('进程id',process.pid)
})

控制台输出

进程id 77193

process输出.png

进程的创建

Node中提供了child_process模块用来创建子进程，下面列出了创建异步进程的方法，其他的方法可查看 child_process介绍

child_process.exec：可以衍生一个 shell 然后在该 shell 中执行 command，并缓冲任何产生的输出
child_process.execFile：与exec类似，区别是默认情况下是不能衍生shell的
child_process.fork：是 child_process.spawn() 的一个特例，专门用于衍生新的 Node.js 进程，衍生的 Node.js 子进程独立于父进程，但两者之间建立的 IPC 通信通道除外。每个进程都有自己的内存，带有自己的 V8 实例。由于需要额外的资源分配，因此不建议衍生大量的 Node.js 子进程。
child_process.spawn：使用给定的 command 衍生一个新进程，并带上 args 中的命令行参数

child_process.exec() 和 child_process.execFile() 方法还允许指定可选的 callback 函数，当子进程终止时会被调用。

下面是创建子进程的示例：

process.js

const http = require('http');
const url = require('url');
const fork = require('child_process').fork;

let server = http.createServer(function(req, res) {
    let pathname = url.parse(req.url).pathname;
    if (pathname == '/time') {
        let child = fork('./childProcess.js');
        child.send('start');
        child.on('message', (msg) => {
            console.log('get result: ', new Date(+msg));
            res.end(msg);
        });
    }
});
server.listen(3000, '127.0.0.1');

childProcess.js

const http = require('http');

let getTime = () => {
    return Date.now() + '';
};

process.on('message', (msg) => {
    console.log('子进程接收到的：', msg);
    let time = getTime();
    process.send(time);
})

在浏览器中访问：http://127.0.0.1:3000/time，会有如下的展示：

浏览器预览结果.png

控制台的输出如下：

进程控制台输出.png

线程

在Node的10.5.0版本中，worker_threads 为Node提供了多线程的能力，与 child_process 或 cluster 不同， worker_threads 可以共享内存。

模块中常用到的：

isMainThread：是否是主线程
parentPort：可以用来与主线程交换信息，可通过parentPort.postMessage()发送的信息会在主线程中通过worker.on('message')接收
workerData：通过主线程中传递过来的数据，它可以是任意的JavaScript值，通过主线程构造函数中的选项对象的workerData传递（拷贝传递）
MessagePort 类：线程通信，继承自 EventEmitter
MessageChannel类: 用于创建异步、双向通信的通道实例。
Worker类：在主线程中创建子线程，第一个参数为 filename，表示子线程执行的入口

const {
    isMainThread,
    parentPort,
    workerData,
    Worker
} = require('worker_threads');


if (isMainThread) {
    const worker = new Worker(__filename, { workerData: 1 });
    worker.on('message', msg => {
        console.log(`main: receive ${msg}`);
        worker.postMessage('parent')
    });
} else {
    console.log(`worker: workerDate ${workerData}`);
    parentPort.on('message', msg => {
        console.log(`worker: receive ${msg}`);
    });
    parentPort.postMessage(workerData);
}