Comprendre les threads de travail et les processus enfants

Les Worker Threads vous permettent d'exécuter du code JavaScript dans plusieurs threads. Ils sont idéaux pour partager de la mémoire entre les threads via SharedArrayBuffer et pour décharger les tâches liées au processeur comme le traitement des données ou les calculs.

Processus enfants

Les processus enfants vous permettent de générer des processus distincts pour exécuter des tâches indépendamment du processus Node.js principal. Ils conviennent aux tâches nécessitant un isolement ou lorsque vous travaillez avec des scripts ou des binaires non JavaScript.

Cas d'utilisation réels des threads de travail

1️⃣ Traitement d'images
Lors de la gestion de transformations d'images à grande échelle, telles que le redimensionnement, le recadrage ou l'application de filtres, les threads de travail peuvent décharger ces tâches sur un thread distinct pour empêcher le blocage de la boucle d'événements principale.

Exemple :

const { Worker } = require('worker_threads');

function resizeImage(imagePath) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker('./resizeWorker.js', { workerData: imagePath });
    worker.on('message', resolve);
    worker.on('error', reject);
  });
}

// Usage
resizeImage('image.jpg').then(() => console.log('Image resized!'));

2️⃣ Analyse et transformation des données

L'analyse de gros fichiers JSON ou la transformation de données CSV peuvent nécessiter beaucoup de ressources. Les Worker Threads peuvent traiter les données par morceaux, garantissant ainsi que l'application reste réactive.

Exemple :

const { Worker } = require('worker_threads');

const worker = new Worker('./dataParser.js');
worker.postMessage({ filePath: 'largeData.json' });
worker.on('message', (data) => {
  console.log('Parsed Data:', data);
});

3️⃣ Calculs mathématiques

Les Worker Threads sont excellents pour les calculs lourds, tels que la génération de nombres premiers, les multiplications matricielles ou les simulations.

Exemple :

const { Worker } = require('worker_threads');

function calculatePrimes(limit) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker('./primeWorker.js', { workerData: limit });
    worker.on('message', resolve);
    worker.on('error', reject);
  });
}

// Usage
calculatePrimes(100000).then(primes => console.log(primes));

Cas d'utilisation réels des processus enfants

1️⃣ Exécution des commandes Shell

Lorsque votre application doit interagir avec le système en exécutant des commandes shell, les processus enfants sont le choix idéal.

Exemple :

const { exec } = require('child_process');

exec('ls -l', (error, stdout, stderr) => {
  if (error) {
    console.error(`Error: ${error.message}`);
    return;
  }
  console.log(`Output:\n${stdout}`);
});

2️⃣ Exécuter des scripts non JavaScript

Si votre flux de travail implique Python, Ruby ou d'autres langages de script, vous pouvez utiliser des processus enfants pour exécuter ces scripts et gérer leur sortie.

Exemple :

const { spawn } = require('child_process');

const pythonProcess = spawn('python', ['script.py']);

pythonProcess.stdout.on('data', (data) => {
  console.log(`Output: ${data}`);
});

3️⃣ Architecture des microservices

Dans une approche de type microservices, vous pouvez utiliser des processus enfants pour gérer des tâches isolées et indépendantes qui communiquent avec le processus principal via IPC (Inter-Process Communication).

Exemple :

const { fork } = require('child_process');

const child = fork('./childService.js');

child.on('message', (message) => {
  console.log('Message from child:', message);
});

// Send a task to the child process
child.send({ task: 'processData', payload: [1, 2, 3] });

Choisir entre les threads de travail et les processus enfants

Feature	Worker Threads	Child Processes
Memory Sharing	Supported via SharedArrayBuffer	Not supported
Task Isolation	Shared environment, less isolated	Fully isolated
Use Case	CPU-intensive tasks in JavaScript	System-level tasks or external code
Overhead	Lower (same process)	Higher (separate processes)
Communication	Via message passing, faster	Via IPC, slower
Supported Languages	JavaScript/Node.js only	Any scripting or system-level language
Startup Time	Faster	Slower
Error Containment	Less contained, can crash the process	Fully contained, isolated failures

Meilleures pratiques pour l'utilisation des threads de travail et des processus enfants

✓ Déchargement des tâches intensives : Utilisez les threads de travail pour les tâches liées au processeur et les processus enfants pour les opérations gourmandes en E/S ou l'exécution de scripts externes.

✓ Surveillez les performances : Utilisez des outils tels que le profileur intégré de Node.js pour identifier les goulots d'étranglement.

✓ Gérez les erreurs avec élégance : Soyez toujours à l'écoute des événements d'erreur et de sortie pour gérer les échecs.

✓ Évoluez efficacement : Utilisez des pools de tâches ou des clusters de processus pour répartir les tâches sur plusieurs threads ou processus.

Conclusion

Les Worker Threads et les processus enfants permettent aux développeurs Node.js de s'affranchir des limitations de la boucle d'événements à thread unique. En tirant parti de ces outils, vous pouvez créer des applications hautement évolutives et réactives qui gèrent facilement les tâches gourmandes en CPU et en E/S. Que vous traitiez des images, exécutiez des commandes shell ou gériez des microservices, comprendre quand utiliser les threads de travail et les processus enfants est essentiel pour optimiser les performances de vos applications Node.js.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!