各位观众老爷，大家好！今天咱们来聊聊 Node.js 里一个相当给力的东西：Worker Threads，也就是工作线程。这玩意儿能让你原本单线程的 Node.js 应用，摇身一变，玩起多线程，专门用来对付那些 CPU 密集型的任务。准备好了吗？咱们这就开讲！ 一、Node.js 的“辛酸史”：单线程的爱与痛 Node.js，这名字听起来就一股青春活力，对吧？它最大的特点就是单线程，而且是基于事件循环（Event Loop）的。这么设计的好处有很多，比如： 轻量级： 单线程嘛，内存占用少，启动速度快。 非阻塞 I/O： 遇到 I/O 操作，不会傻等，而是先去处理其他事情，等 I/O 完成了再回来处理结果。 这让 Node.js 在处理高并发 I/O 密集型任务时，效率杠杠的。 但是！人生不如意事十之八九，单线程也有它的阿喀琉斯之踵。那就是： CPU 密集型任务的噩梦： 啥叫 CPU 密集型任务？就是那些需要大量计算的任务，比如图片处理、音视频编码、复杂的数学运算等等。这些任务会长时间占用 CPU，导致事件循环被阻塞，整个 Node.js 应用卡住，就像便秘一样难受。 举个例子，假设你要 …
JS WebAssembly (Wasm) `Threads` 与 `Shared Memory`：多线程 Wasm 应用
咳咳，各位观众老爷，晚上好！我是今晚的讲师，人称“代码界的段子手”。今天咱们来聊聊 WebAssembly 的“线程”和“共享内存”，这可是 Wasm 实现多线程应用的两个大杀器！ 开场白：单身 Wasm 的烦恼 话说啊，咱们以前的 Wasm 模块，就像一个单身程序员，一个人默默地跑啊跑，虽然效率高，但遇到复杂的任务，就有点力不从心了。比如，你想做一个复杂的图像处理，或者运行一个大型物理引擎，单线程的 Wasm 就显得有点捉襟见肘了。 那么问题来了，有没有办法让 Wasm 也搞搞“多线程”，一起愉快地加班呢？答案是肯定的！这就是我们今天要讲的 Wasm Threads 和 Shared Memory。 第一章：Threads，让 Wasm 拥有分身术 Wasm Threads，顾名思义，就是让 Wasm 拥有了创建和管理线程的能力。你可以把它想象成，Wasm 模块学会了“分身术”，可以同时执行多个任务。 1.1 线程的创建和启动 首先，我们需要编译一个支持线程的 Wasm 模块。这通常需要在编译时加上一些特殊的标志。例如，使用 Emscripten 编译 C/C++ 代码时，可以加上 …
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JS V8 `Shared Isolate`：多线程环境下更高效的代码共享
各位朋友，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊一个V8引擎里比较硬核，但又对性能提升非常有帮助的东西——Shared Isolate，也就是共享隔离堆。别被“隔离”这个词吓到，它其实是让多个线程能更高效地共享代码，从而榨干CPU的最后一滴性能。准备好了吗？咱们这就开始！ 第一部分：Isolate是个啥？为什么要隔离？ 要理解Shared Isolate，首先得搞清楚Isolate是个什么玩意儿。简单来说，Isolate在V8引擎里就像一个独立的沙盒，或者说是一个独立的V8实例。每个Isolate都拥有自己独立的堆、垃圾回收器、编译器等等。 // 一个简单的例子，展示如何创建和使用Isolate #include <libplatform/libplatform.h> #include <v8.h> #include <iostream> int main() { // 初始化V8平台 std::unique_ptr<v8::Platform> platform = v8::platform::NewDefaultPlatform(); …
JS Node.js `Worker Threads` (Node 10+)：多线程 CPU 密集型任务
各位观众，大家好！今天咱们来聊聊Node.js的Worker Threads，这玩意儿就像给你的Node.js程序装了个涡轮增压，专门解决CPU密集型任务，让你的服务器不再卡成PPT。 一、Node.js的单线程困境 Node.js以其非阻塞I/O和事件循环而闻名，这使得它在处理高并发I/O密集型任务时表现出色。但是，当遇到需要大量CPU运算的任务（比如图像处理、密码破解、大数据分析）时，单线程的Node.js就会被阻塞，导致整个应用程序的响应速度下降，就像高速公路上突然出现了一个堵车点，后面的车全得跟着遭殃。 想象一下，你在做一个在线图像编辑器，用户上传一张图片，你需要对图片进行各种复杂的滤镜处理。如果这些处理都在主线程中进行，那么用户在等待处理结果的时候，整个网站都会卡顿，用户体验瞬间跌落谷底。 二、Worker Threads：拯救Node.js的英雄 Worker Threads就像是Node.js的救星，它允许你创建多个线程，将CPU密集型任务分配给这些线程并行执行，从而避免阻塞主线程。这样，即使有复杂的计算任务，你的应用程序也能保持流畅的响应速度。 简单来说，Worker …
JS `SharedArrayBuffer` 与 `Atomics`：多线程共享内存与原子操作
各位老铁，大家好！今天咱们来聊聊 JavaScript 里一个挺硬核的玩意儿：SharedArrayBuffer 和 Atomics。这俩家伙组合起来，能让 JS 玩转多线程共享内存，听起来是不是有点刺激？ 一、单线程的烦恼：JS 的前世今生 话说当年 JS 出生的时候，就没打算搞什么多线程。为啥？因为浏览器环境太复杂了，多线程容易把事情搞砸，各种死锁、竞争条件，想想都头大。所以，JS 选择了单线程这条路，简单省事。 但是，单线程也有单线程的烦恼。如果你的 JS 代码里有个耗时的操作，比如计算 Pi 的小数点后 10000 位，那整个浏览器界面就卡死了，用户体验极差。 二、Web Workers：曲线救国，多线程初探 为了解决这个问题，Web Workers 横空出世。Web Workers 允许你在浏览器里创建独立的线程，执行 JS 代码，而且不会阻塞主线程。 Web Workers 和主线程之间的通信，是通过消息传递机制实现的。简单来说，就是你发一个消息给 Worker，Worker 执行完任务，再发个消息给主线程。 // 主线程 const worker = new Worker …
JS `WebAssembly Threads`：Wasm 模块的多线程并行计算
各位观众老爷，大家好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊一个听起来高大上，但其实也没那么难的东西：WebAssembly Threads，也就是 Wasm 模块的多线程并行计算。 准备好了吗？坐稳扶好，发车咯！ 第一部分：Wasm Threads 是个啥？ 首先，得搞清楚 Wasm 是个啥。简单来说，WebAssembly (Wasm) 是一种新的字节码格式，可以在现代 Web 浏览器中以接近原生的速度运行。它就像一个轻量级的虚拟机，你写的 C/C++、Rust 代码可以编译成 Wasm，然后在浏览器里飞快地跑起来。 但是！传统的 Wasm 是单线程的。啥意思呢？就是一次只能干一件事，就像一个苦逼的程序员，一次只能写一个函数。这在很多情况下就显得力不从心了，比如处理大型图像、运行复杂的物理模拟等等。 这时候，Wasm Threads 就闪亮登场了！它允许 Wasm 模块使用多个线程，就像一个团队一起干活，效率蹭蹭往上涨。 第二部分：为啥我们需要 Wasm Threads？ 单线程 Wasm 已经很快了，为啥还要多线程？原因很简单：更快！更快！更快！ 性能提升： 将计算密集型的任务分解成多 …
C++ 内存对齐在多线程环境中的实际性能影响与测试
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊 C++ 内存对齐这事儿，以及它在多线程环境下的实际性能影响。这玩意儿听起来有点枯燥，但其实跟咱们的程序跑得快不快息息相关。我会尽量用大白话，再结合代码，让大家理解透彻。 一、什么是内存对齐？为啥要有它？ 想象一下，你在整理房间，东西摆放得乱七八糟，找起来费劲吧？内存也一样。内存对齐就是让数据在内存中“站队”，按照一定的规则排列，这样 CPU 访问起来效率更高。 具体来说，内存对齐是指数据在内存中的起始地址必须是某个数的整数倍。这个“某个数”通常是 2 的幂次方，比如 1、2、4、8、16 等。这个倍数也被称为“对齐系数”。 为啥要对齐呢？主要有以下几个原因： CPU 访问效率： 某些 CPU 架构要求数据必须从特定的地址开始访问。如果数据没有对齐，CPU 可能需要多次读取才能获取完整的数据，导致性能下降。 硬件限制： 某些硬件平台可能根本不支持非对齐的内存访问。如果尝试访问非对齐的数据，可能会导致程序崩溃或者产生不可预测的结果。 移植性： 不同的 CPU 架构对内存对齐的要求可能不同。如果程序没有考虑内存对齐，在不同的平台上可能会出现问题。 举个例子： 假 …
C++ `jemalloc` / `tcmalloc` 在多线程环境下的内存分配性能
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++多线程环境下内存分配那点事儿。特别是 jemalloc 和 tcmalloc 这两位大神，它们是如何在多线程的世界里大显身手的。 前言：内存分配，你别小看它！ 在单线程程序里，内存分配就像是你自己在家收拾东西，想怎么搞就怎么搞，效率很高。但是，到了多线程程序里，这就好比一家人（多个线程）共用一个储物间（堆），如果大家不排队、不协调，那肯定乱成一锅粥，效率直线下降。 所以，多线程环境下的内存分配，绝对是性能瓶颈的大户。如果分配器效率不高，线程们就会频繁地争抢锁，导致程序卡顿，CPU利用率低下。 主角登场：jemalloc 和 tcmalloc jemalloc (Facebook出品) 和 tcmalloc (Google出品) 都是专门为多线程环境优化的内存分配器。它们的核心思想都是：减少锁的竞争，提高并发度。 核心思想：分而治之 这两位大神都采用了“分而治之”的思想，将整个堆分成多个小的区域，让不同的线程在不同的区域里分配内存，从而减少锁的竞争。 jemalloc 的秘密武器： arenas jemalloc 使用了 arenas 的概念。你可以把 …
C++ 异常安全与并发：确保多线程代码的异常安全性
C++ 异常安全与并发：确保多线程代码的异常安全性 大家好！今天咱们聊聊C++里两个让人头疼，但又不得不面对的家伙：异常安全和并发。单独拿出一个来，已经够你喝一壶的了，现在要把它们揉在一起，那酸爽，简直不敢相信。但别怕，今天咱们就来啃下这块硬骨头，让你的多线程代码也能优雅地处理异常，不再动不动就崩溃，留下满地鸡毛。 一、 啥是异常安全？为啥它这么重要？ 想象一下，你正在做一个复杂的蛋糕。做着做着，突然发现烤箱坏了，蛋糕做不下去了。这时候，你需要做啥？难道直接把厨房炸了，然后跑路？当然不是！你应该收拾好已经用过的东西，把面粉、鸡蛋啥的都放回原位，让厨房恢复到开始做蛋糕之前的状态。 这就是异常安全的核心思想：当异常发生时，程序应该保持在一个一致的状态，不会泄漏资源，也不会破坏数据。 为啥它这么重要？因为C++的异常处理模型是基于RAII（Resource Acquisition Is Initialization，资源获取即初始化）的。RAII简单来说，就是用对象的生命周期来管理资源。当对象被销毁时，会自动释放其持有的资源。如果你的代码没有做好异常安全，当异常发生时，对象可能无法正常销毁， …
C++ 设计一个可伸缩的事件循环：多线程与多路复用结合
好的，没问题，我们直接进入主题。 各位听众，欢迎来到今天的C++进阶讲堂！今天我们要聊一个有点意思的话题：如何用C++打造一个可伸缩的事件循环，让它既能玩转多线程，又能耍得起多路复用。 想象一下，你的程序就像一个餐厅，事件循环就是这个餐厅的调度员，多线程是厨房里的大厨们，而多路复用就像服务员，负责高效地从顾客（外部事件）那里接收订单，并把做好的菜（处理结果）送到顾客手中。 一、什么是事件循环？ 首先，咱们得搞明白，什么是事件循环。简单来说，事件循环就是一个不断循环执行以下步骤的程序结构： 等待事件： 监听各种事件源（比如socket、定时器、信号等）是否有事件发生。 处理事件： 如果有事件发生，就调用相应的事件处理函数来处理它。 回到第一步： 继续等待下一个事件。 这就像一个永动机，只要程序活着，它就会不停地转下去。 二、为什么要用多线程和多路复用？ 好，现在问题来了，单个事件循环够用吗？答案是：在某些情况下，不够。 单线程的局限性： 如果某个事件处理函数执行时间过长（比如执行了耗时的IO操作），整个事件循环就会被阻塞，无法响应其他事件。这就像餐厅里只有一个厨师，如果他正在做一个复杂的 …