Nodejs一直以单线程异步IO著称，擅长IO密集型操作，不擅长CPU密集型操作。但是，新版的Nodejs，在不断弥补这方面的短板。
一、CPU密集型（CPU-bound）
CPU密集型也叫计算密集型，指的是系统的硬盘、内存性能相对CPU要好很多，此时，系统运作大部分的状况是CPU Loading 100%，CPU要读/写I/O(硬盘/内存)，I/O在很短的时间就可以完成，而CPU还有许多运算要处理，CPU Loading很高。
在多重程序系统中，大部份时间用来做计算、逻辑判断等CPU动作的程序称之CPU bound。例如一个计算圆周率至小数点一千位以下的程序，在执行的过程当中绝大部份时间用在三角函数和开根号的计算，便是属于CPU bound的程序。
CPU bound的程序一般而言CPU占用率相当高。这可能是因为任务本身不太需要访问I/O设备，也可能是因为程序是多线程实现因此屏蔽掉了等待I/O的时间。
二、IO密集型（I/O bound）
IO密集型指的是系统的CPU性能相对硬盘、内存要好很多，此时，系统运作，大部分的状况是CPU在等I/O (硬盘/内存) 的读/写操作，此时CPU Loading并不高。
I/O bound的程序一般在达到性能极限时，CPU占用率仍然较低。这可能是因为任务本身需要大量I/O操作，而pipeline做得不是很好，没有充分利用处理器能力。
三、CPU密集型 vs IO密集型
我们可以把任务分为计算密集型和IO密集型。
计算密集型任务的特点是要进行大量的计算，消耗CPU资源，比如计算圆周率、对视频进行高清解码等等，全靠CPU的运算能力。这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成，但是任务越多，花在任务切换的时间就越多，CPU执行任务的效率就越低，所以，要最高效地利用CPU，计算密集型任务同时进行的数量应当等于CPU的核心数。
计算密集型任务由于主要消耗CPU资源，因此，代码运行效率至关重要。Python这样的脚本语言运行效率很低，完全不适合计算密集型任务。对于计算密集型任务，最好用C语言编写。
第二种任务的类型是IO密集型，涉及到网络、磁盘IO的任务都是IO密集型任务，这类任务的特点是CPU消耗很少，任务的大部分时间都在等待IO操作完成（因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度）。对于IO密集型任务，任务越多，CPU效率越高，但也有一个限度。常见的大部分任务都是IO密集型任务，比如Web应用。
IO密集型任务执行期间，99%的时间都花在IO上，花在CPU上的时间很少，因此，用运行速度极快的C语言替换用Python这样运行速度极低的脚本语言，完全无法提升运行效率。对于IO密集型任务，最合适的语言就是开发效率最高（代码量最少）的语言，脚本语言是首选，C语言最差。
总之，计算密集型程序适合C语言多线程，I/O密集型适合脚本语言开发的多线程。
四、进程 vs. 线程
我们介绍了多进程和多线程，这是实现多任务最常用的两种方式。现在，我们来讨论一下这两种方式的优缺点。
首先，要实现多任务，通常我们会设计Master-Worker模式，Master负责分配任务，Worker负责执行任务，因此，多任务环境下，通常是一个Master，多个Worker。
如果用多进程实现Master-Worker，主进程就是Master，其他进程就是Worker。
如果用多线程实现Master-Worker，主线程就是Master，其他线程就是Worker。
多进程模式最大的优点就是稳定性高，因为一个子进程崩溃了，不会影响主进程和其他子进程。（当然主进程挂了所有进程就全挂了，但是Master进程只负责分配任务，挂掉的概率低）著名的Apache最早就是采用多进程模式。
多进程模式的缺点是创建进程的代价大，在Unix/Linux系统下，用fork调用还行，在Windows下创建进程开销巨大。另外，操作系统能同时运行的进程数也是有限的，在内存和CPU的限制下，如果有几千个进程同时运行，操作系统连调度都会成问题。
多线程模式通常比多进程快一点，但是也快不到哪去，而且，多线程模式致命的缺点就是任何一个线程挂掉都可能直接造成整个进程崩溃，因为所有线程共享进程的内存。在Windows上，如果一个线程执行的代码出了问题，你经常可以看到这样的提示：“该程序执行了非法操作，即将关闭”，其实往往是某个线程出了问题，但是操作系统会强制结束整个进程。
在Windows下，多线程的效率比多进程要高，所以微软的IIS服务器默认采用多线程模式。由于多线程存在稳定性的问题，IIS的稳定性就不如Apache。为了缓解这个问题，IIS和Apache现在又有多进程+多线程的混合模式，真是把问题越搞越复杂。
在 Node 10.5.0，官方给出了一个实验性质的模块 worker_threads 给 Node 提供了真正的多线程能力
在 Node.js 12.11.0，worker_threads 模块正式进入稳定版
至此，Nodejs算是了真正的多线程能力。进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位。
1. Nodejs多线程种类
Node.js 中有三类线程 (child_process 和 cluster 的实现均为进程)
1. event loop的主线程
2. libuv的异步I/O线程池
3. worker_threads的线程
2. worker_threads的作用
worker_thread 相比进程的方案，他们与父线程公用一个进程 ID，可轻松与另一个线程共享内存（ArrayBuffer 或 SharedArrayBuffer），从而避免了额外的序列化和反序列化开销。
但是 Worker Threads 对于 I/O 密集型操作是没有太大的帮助的，因为异步的 I/O 操作比 worker 更有效率，Wokers 的主要作用是用于提升对于 CPU 密集型操作的性能。
3. worker_threads的线程
3.1 线程的基本用法
worker_threads也是master-work模型，有主线程和工作线程之分。
const { Worker, isMainThread, parentPort, workerData } = require('worker_threads');
if (isMainThread) {
module.exports = function parseJSAsync(script) {
return new Promise((resolve, reject) => {
const worker = new Worker(__filename, {
workerData: script
});
worker.on('message', resolve);
worker.on('error', reject);
worker.on('exit', (code) => {
if (code !== 0)
reject(new Error(`工作线程使用退出码 ${code} 停止`));
});
});
};
}
else {
const { parse } = require('一些 js 解析库');
const script = workerData;
parentPort.postMessage(parse(script));
}
3.2 线程间的通信
1. 共享内存
与child_process和cluster的进程不同，线程之间可以共享内存。使用ArrayBuffer或SharedArrayBuffer
2. parentPort
主要用于主子线程通信，通过经典的 on('message'), postMessage形式
if (isMainThread) {
const worker = new Worker(__filename);
worker.once('message', (message) => {
console.log(message); // Prints 'Hello, world!'.
});
worker.postMessage('Hello, world!');
} else {
// When a message from the parent thread is received, send it back:
parentPort.once('message', (message) => {
parentPort.postMessage(message);
});
}
3. MessageChannel
与 Web 工作线程和 cluster 模块一样，可以通过线程间的消息传递来实现双向通信。 在内部，一个 Worker 具有一对内置的 MessagePort，在创建该 Worker 时它们已经相互关联。 虽然父端的 MessagePort 对象没有直接公开，但其功能是通过父线程的 Worker 对象上的 worker.postMessage() 和 worker.on('message') 事件公开的。
要创建自定义的消息传递通道（建议使用默认的全局通道，因为这样可以促进关联点的分离），用户可以在任一线程上创建一个 MessageChannel 对象，并将该 MessageChannel 上的 MessagePort 中的一个通过预先存在的通道传给另一个线程，例如全局的通道。
const assert = require('assert');
const {
Worker, MessageChannel, MessagePort, isMainThread, parentPort
} = require('worker_threads');
if (isMainThread) {
const worker = new Worker(__filename);
const subChannel = new MessageChannel();
worker.postMessage({ hereIsYourPort: subChannel.port1 }, [subChannel.port1]);
subChannel.port2.on('message', (value) => {
console.log('接收到:', value);
});
} else {
parentPort.once('message', (value) => {
assert(value.hereIsYourPort instanceof MessagePort);
value.hereIsYourPort.postMessage('工作线程正在发送此消息');
value.hereIsYourPort.close();
});
}