How does Node.js handle multiple concurrent connections?

Node.js 通过使用非阻塞 I/O 操作和单线程事件循环处理多个并发连接。这种设计使得 Node.js 特别适用于处理大量的 I/O 绑定任务，比如网络请求、文件操作等。下面是这个机制的详细解释以及一个实际的例子：

事件循环和非阻塞 I/O

Node.js 运行在单个线程上，但它使用非阻塞 I/O 操作和事件驱动的方法来支持高并发。这意味着 Node.js 本身不会为每个用户连接创建新的线程，而是所有的请求都通过同一个线程来处理。

1. 非阻塞 I/O：

   • 当 Node.js 执行 I/O 操作（如读写文件、网络通信等）时，它不会停止代码的执行等待操作完成，而是会继续执行其他任务。
   • 一旦 I/O 操作完成，相关的回调函数会被添加到事件队列中，等待事件循环来处理。

2. 事件循环：

   • 事件循环负责监听事件队列，并处理队列中的事件（回调函数）。
   • 它检查队列中是否有事件，如果有，则取出一个来执行。执行完成后，再检查队列，重复这个过程。

示例

假设有一个 Node.js Web 服务器，它需要处理多个客户端的 HTTP 请求。每个请求可能涉及到查询数据库并返回数据给客户端。服务器的代码可能如下：

javascript
const http = require('http');
const { Pool } = require('pg');  // PostgreSQL 数据库客户端

const pool = new Pool({
  // 数据库配置
});

http.createServer((req, res) => {
  // 解析请求，例如解析 URL
  pool.query('SELECT * FROM my_table', (err, result) => {
    if (err) {
      res.writeHead(500);
      res.end('Database query error');
      return;
    }
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
    res.end(JSON.stringify(result.rows));
  });
}).listen(3000, () => {
  console.log('Server is running on port 3000');
});

在这个例子中，当服务器接收到 HTTP 请求时，它会向数据库发起一个查询。数据库操作是异步的，因此 Node.js 可以在等待数据库响应的同时处理其他 HTTP 请求。一旦数据库查询完成，相关的回调函数被加入事件队列，然后由事件循环处理。这种机制使 Node.js 能够高效地处理大量并发连接。

总结

通过这种单线程和事件驱动的架构，Node.js 能够在不创建大量线程的情况下支持高并发，这使得资源使用更加高效，适合处理大量的并发 I/O 绑定操作。