多进程、多线程模型、异步模型的关系

进程、线程、异步是什么

进程是程序的一次执行过程，运行中需要使用cpu，磁盘，网络等操作系统资源。并且是独占式的。线程是进程内部的一条执行分支，进程内的多个线程资源共享,可以访问同样的cpu、磁盘、网络等资源。进程和线程都可以独立申请cpu资源。有些编程语言提供了异步的编程方式，在代码里可以通过异步的方式来做到类似子线程的功能，其实最底层实现还是通过线程池来做的（见《深入浅出nodejs》）。

主线程代码的拆分与线程安全问题

程序中代码是可以串行的顺序的执行完的，但有的操作什么时候执行完不确定，比如读取文件、访问网络、访问硬件等，这些耗时操作的时间是不可控的，如果采用单进程、单线程的方式，会导致程序一直阻塞在那里，没法做别的事情。涉及到用户交互、涉及到ui的程序，肯定不能这样做，需要把这段耗时操作放到别的进程、线程、异步代码中去做，在主线程或者主进程里处理用户交互。但是有的操作也不能随意的分出去，比如涉及到同一资源操作的代码，分成多个线程会导致并发、线程安全问题，需要用锁、事务等来解决，比如数据库解决并发修改同一份数据问题的事务。

安卓中把与渲染相关的所有操作都放在主线程去做，子线程只能做一些网络请求、文件读取等一些耗时的与界面无关的操作，就是为了避免并发修改的问题。H5的web worker也是一样，只能主线程操作dom。通过限制访问的方式，避免了并发的各种复杂处理。

android、ios应用因为在操作系统之上，可以直接用操作系统提供的进程、线程的功能。而js运行在js vm之上，前端代码更是运行在浏览器的沙箱里，处理H5提供的Web Worker外，在应用层面涉及不到线程的处理。

服务端的多线程模型、异步模型和多进程架构

服务端都是多线程的，每个请求一个线程来处理，比如servlet容器，他会每个请求创建一个线程，然后传给具体的servelt，这也简化了javaweb的开发，不需要在应用层面去处理线程的分配和释放，应用层面的代码都是同步的。当然涉及到高并发的场景，靠tomcat的线程管理是不够的，我们需要去了解concurrent并发包里的api去手动处理。

都说服务端的线程模型受cpu的线程数上限的限制，而异步不会，其实不是这样的，异步也是用线程池实现的，只不过多线程模型是耗时操作一直阻塞的占用着线程，而异步是动态的申请和释放线程，通过把上下文独立于线程来避免了线程资源的浪费，异步操作结束，把结果返回主线程。

node的 server并不像java的tomcat容器那样做了线程的管理，更何况js的异步根本不需要我们在应用层面去操作线程，语言层面已经封装了。应用层面的单线程会有异常处理，资源冲突等问题，可以结合多进程来扩展，像eggjs就是封装了多进程的模型，结合进程和异步可以开发企业级的应用。

进程、线程、异步的关系如图所示：

总结

因为一些应用服务器的封装，多线程模型可以在开发过程中感受不到多线程的处理，而异步模型需要在应用层处理异步。但这没本质区别。只是一个封装在了语言层面，一个封装在了服务器层面。异步的方式确实比多线程的方式对线程资源利用率高。两种模型都可以通过多进程来扩展。

作者：凌霄光
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