关于nodeJS多线程的支持，目前看来无法实现，讲解v8的一些东西

关于这个，我这几天一直在研究，国内关于v8的资料很少，stackoverflow上也不多。

说起来我得说声抱歉，虽然并没有承诺什么。这个功能大概是无法实现。下面我来解释一下为什么。

首先我们要了解一下v8的运行机制。分为以下这些东西

Context: 运行上下文，这在node启动的时候就被初始化了(这个我没怎么看明白)

Isolate: 隔离域，代表一个v8虚拟机的实例，这是关键所在

HandleScope：句柄域，或者说是句柄集合，js对象存在堆中的引用，在c++中需要通过v8句柄(Handle)来操作js对象，HandleScope就是Handle的集合，当

一个HandleScope被释放了之后，所有包含的句柄也被释放，如果一个js对象在你的js代码中无非被使用，例如

var zs=new Person();

zs=1; //此时刚刚创建的new Person();对象无法在js代码中被使用

同时在c++代码中也没有任何句柄指向它的时候，这个对象就会被v8的垃圾回收器给回收，即清除其在堆中占用的内存。

Handle: 上面已经讲的很明白了，是c++中对js的引用。子类有Local和Persistent，后者在句柄域被回收时不会被回收，即v8会保留该对象的引用，

使其不被垃圾回收器回收。

Locker/Unlocker: Isolate的绝对线程锁。

Context我不太了解，这里我不多做解释

Isolate:

这个是关键中的关键，Isolate的存在，让node实现js层面上的多线程成为了泡影，什么是js层面上的多线程呢？就是说将一个js函数交给子线程去执行。首先我们看一下Isolate的注释，翻译过来大概是这样的：

Isolate代表了一个v8引擎的实例。每一个Isolate维护自己内部的状态。Isolate内创建的js对象无法在另一个Isolate中使用，v8允许创建多个Isolate并使它们并行运行在多个线程中。同一个Isolate同一时间只能在单个线程内运行。并且要求使用Locker/Unlocker使他们同步执行

我们只关心两句话

1.Isolate内创建的js对象无法在另一个Isolate中使用。

这是什么意思呢。我们在c++和js中创建的js对象，实际上是保存在了一个Isolate实例中，你可以把Isolate想象成一个堆，创建的js对象从这个堆上占用内存。但是我建立在这个Isolate上的对象无法在另一个Isolate上使用。这就像是我有两个js文件，分别两次用node启动，这两个node程序无法使用对方的对象。

//1.js

var a=1;

//2.js

console.log(a); //很明显这里是undefined，因为2.js中不存在a这个变量。

当然到这里还没有问题，因为你可能会说我所有的线程共用一个Isolate就行了。那么我们看下面一句话。

2.同一个Isolate同一时间只能在单个线程内运行

这句话的意思是说同一个Isolate在多个线程中只能是串行的，比如有主线程和线程a和线程b，Isolate退出了主线程，线程a才能使用这个Isolate，线程b又会等待线程a退出Isolate。这样的结果是什么呢，我用一段代码来示例一下

//假设有一个函数thread.run(fn,args,callback); 在子线程中执行fn，并传入参数args，执行完后执行callback回调

thread.run(function(){

console.log('子线程');

},null,function(){

console.log('子线程执行完毕');

});

while(true){

console.log('主线程一直在打印...');

}

//如果是正常的理解，应该会输出如下结果

...

...(以上为省略)

主线程一直在打印...

子线程

...

主线程一直在打印...

子线程执行完毕

主线程一直在打印...

...

但是node做不到这样，打印结果只能是

子线程

子线程执行完毕

主线程一直在打印...

...

因为fn,args,callback是定义在一个Isolate上的对象，这个fn想在子线程运行，主线程必须退出该Isolate，这个时候子线程才能接手去执行fn和callback，执行完后又把这个Isolate交还给主线程。

2.Locker/Unlocker

我叫他Isolate的绝对线程锁。Locker能把一个Isolate锁定在当前线程，让其他线程无法使用。如果不使用Locker，子线程还是能够使用主线程的Isolate，只不过是串行的，但是一个Isolate如果被Locker锁在了一个线程，其他线程就绝对无法使用该Isolate。而Unlocker就是解开这个绝对锁。

在不加锁的情况下

//以下为子线程

Isolate* isolate; //假设这是从主线程传递过来的isolate实例

isolate->Enter(); //isolate进入当前线程，其他线程不允许使用该isolate

//...一万步操作后

isolate->Exit(); //isolate退出该线程。其他线程现在可以使用了。

假设主线程加了锁

//主线程

Locker(isolate);

isolate->Exit(); //主线程退出该isolate

//子线程

isolate->Enter(); //错误，错误信息原文不记得了，意思是没有在适当的时候使用锁。

3.v8的js对象管理

这是与多线程无关的一些话题，但是讲到了v8我就想讲一讲。

前面我讲过了Handle和HandleScope。学过c++就应该了解这是句柄的意思，没有学过c++就把他想象成引用对象的引用。总之Handle不是一个js对象，而是

一个js对象的引用，通过这个Handle我可以操作一个js对象，并且在这个js对象没有被任何Handle指向，如同前面的例子一样，只不过换成了Handle而非js代码

中的变量指向(这里其实是一样的)，总而言之，无法使用这个对象了，你的代码里再也找不到这个对象了，v8的垃圾回收就会清楚这个对象。

1.创建v8的js对象

首先你必须有一个Isolate。前面已经讲过了一个isolate就是一个v8的实例，相当于一个js的运行环境，你的所有js对象必须创建在这个Isolate上

v8::Isolate::CreateParams params(); //params指创建isolate对这个isolate的一些配置，这里我不做设置，只创建一个默认的isolate

(其实我没有看有哪些参数- -||)

v8::Isolate* isolate=v8::Isolate::New(params); //根据配置对象创建isolate

v8::HandleScope handle_scope(isolate); //创建该isolate的句柄域，如果不创建，v8会提示没有句柄域就创建了js对象句柄

v8::Handle<v8::String> js_str=v8::Handle<v8::String>::NewFromUTF8(isolate,"hello world");

//这句话创建一个句柄，该句柄指向一个v8::String对象，这个对象新创建并创建在刚刚的isolate中

//...一万行代码后

isolate->Dispose(); //释放isolate，所有句柄被释放，v8自动清空该isolate中的所有js对象。

基本上所有v8的js对象都是这样创建 Handle<v8类型【v8::String,v8::Number等】>::New(isolate,值【int,char等】)

v8类型就是js中定义的类型，基本类型有

Value 代表任何类型

Object 代表Object

String 代表字符串

Number 代表数字

Boolean 代表布尔值

Function 代表函数

除此之外还有其他的类型

Promise 代表Promise

FunctionCallbackInfo 代表函数的arguments

...

4.Node是如何使用v8的

v8在js层面是无法支持多线程的，因为无法传递函数，对象可以通过参数json化传递，但是比较麻烦。node是c++层面上的多线程。

node可以分为两个部分

node api

举个例子fs.readFile(path,encoding,callback);

js中调用这个函数的过程大概是这样的

1.在主线程中将js变量的值转换为c++的值，比如将path和encoding转换为c++的字符串，并启用c++子线程去执行readFile这个操作。

2.将该任务推入事件轮询，设置该任务状态为未完成

3.c++子线程io完毕，通知事件轮询任务完成。

4.事件轮询到该事件，将c++子线程的返回值转换为在主线程isolate上的js值，并将这个值作为参数传入回调函数，这个操作必须在主线程的isolate上执行。

也就是说node将v8的对象转换为c++对象，子线程执行完毕后将结果转换回v8对象。这两次转换必须在同一个isolate中执行。所以node的异步只能提供基于c++的api而不能先实现node层面的多线程，归根结底这是v8不允许这样做。

5.总结

原本我是想做一个node的多线程插件，现在发现好像是不可能了。

isolate间的通信我想过很多，比如我要子线程执行的函数中包含一个当前isolate的js对象，我就将这个对象传过去，并转换为json，在c++中解读出来，并在子线程中去创建新的isolate去转换回js对象。这样做是可以实现两个isolate通信的，但是函数没有办法传递。而且在运行的过程中必须将所有的参数传过去，这样一来就无法使用js闭包的特性。要想做到这一点，可能需要改v8的源码，但是我的c++并没有那么好，根本看不太懂。

关于threads_a_gogo这个模块，他的api是eval(js代码)，这样做等于是创建了一个新的上下文去执行这一段脚本。这样做也是一样的无法实现isolate间的通信，也就是说已经创建的函数和对象是无法使用的，只能使用一些基本的node内置的函数。

还有cluster，这个模块是多进程模块，这个模块等于是启动多个进程去共同执行同一段js脚本，但是各个进程之间是没有关系的，进程a也无法使用进程b的对象和函数，也无法传递，所以说还是跨越不了isolate的限制。

所以说并不是node不想做多线程，而是v8限制了。