Worker Threads

child_process 开独立进程；worker_threads 在同一进程内开 OS 线程，共享部分资源，适合 CPU 密集 且不想阻塞 Event Loop 的任务（加密、图像、大 JSON 解析）。

学习目标

• 创建 Worker 并传递任务与结果
• 理解 workerData 与 MessageChannel 的传参限制
• 知道何时选 Worker 而非子进程或 cluster

最小 Worker 示例

main.js

import { Worker } from "node:worker_threads";

const worker = new Worker(new URL("./hash-worker.js", import.meta.url), {
  workerData: { input: "hello" },
});

worker.on("message", (result) => {
  console.log("hash:", result);
});

worker.on("error", (err) => {
  console.error(err);
});

hash-worker.js

import { parentPort, workerData } from "node:worker_threads";
import { createHash } from "node:crypto";

const hash = createHash("sha256").update(workerData.input).digest("hex");
parentPort.postMessage(hash);

Worker 文件是 独立入口；不要与主线程共享可变全局对象。

传参与性能

• 结构化克隆：postMessage 复制对象（除 Transferable 如 ArrayBuffer）。
• Transferable：postMessage(buf, [buf.buffer]) 零拷贝转移所有权。
• SharedArrayBuffer：多线程共享内存，需理解 Atomics（高级场景）。

避免每请求 new Worker——用 Worker 池（固定 N 个 worker 复用），否则线程创建开销抵消收益。

与 Event Loop 的关系

Worker 内 仍有 Event Loop，但 CPU 同步计算 在 worker 线程跑，不阻塞主线程 I/O。

主线程应继续处理 HTTP（node-http）；重计算丢进 worker。

不适合 Worker：大量 async I/O（数据库、HTTP 客户端）——主线程 + 异步 I/O 已足够，多线程反而复杂。

错误与调试

worker.on("error", (err) => {
  // 未捕获异常
});

worker.on("exit", (code) => {
  if (code !== 0) console.error("worker stopped", code);
});

调试可对 worker 单独 --inspect（不同 debug port）；见 nrt-debug。

与 Java 线程池对照

	Worker Threads	Java ExecutorService
模型	每 Worker 一个 Loop + V8	线程池 + 共享堆（需注意同步）
数据共享	消息或 SAB	共享对象需锁
典型用途	离线程 CPU 计算	通用并行

练习

• 写 worker 计算斐波那契第 N 项（N=40），对比主线程阻塞时的 HTTP 延迟
• 用 Transferable 传递大 ArrayBuffer，验证主线程侧 buffer 已 detached
• 实现简单池：3 个 worker 排队消费 { id, payload } 任务

小结

Worker 解决 CPU 阻塞主 Loop；I/O 密集仍用 async。 下一课 Cluster——多进程绑定多核跑 HTTP 服务。