Node.JS内核模式线程

Question

我正在试图弄清楚Node.JS（其Windows版本）是如何在幕后工作的。

我知道有用户模式和内核模式线程，我知道处理模型如下所示：

我也知道从内核模式线程转移到用户模式线程被认为是上下文切换。

Node.JS C ++非阻塞工作线程是否是内核模式？单个事件循环线程在内核模式或用户模式下的位置在哪里？

Answer 1

如您所知，node.js具有单线程架构。 JavaScript环境和事件循环仅由单个线程管理，内部所有其他线程由C ++级线程池处理（如libuv线程处理的异步I / O）。

要回答您的问题，这些node.js C ++非阻塞工作线程不是内核模式。它们是用户模式。事件循环线程也是用户模式。线程在需要时请求内核模式。

当CPU处于内核模式时，假定它正在执行可信软件。内核模式是最高级别，代码可以完全访问所有设备。在Windows中，只有Windows开发人员编写的选择文件才能在内核模式下完全运行。所有用户模式软件必须通过系统调用请求使用内核，以便执行特权指令，例如进程创建或I / O操作。

所有进程都以用户模式开始执行，只有在获取内核提供的服务时才会切换到内核模式。这种模式改变称为模式切换，而不是上下文切换，即CPU从一个进程切换到另一个进程。

我希望您很清楚，即使用户模式线程也可以通过系统调用执行特权操作（网络访问），并在完成所需任务后返回用户模式。 Node.js只使用系统调用。

来源：http://www.linfo.org/kernel_mode.html

更新

我应该提到模式切换并不总是意味着上下文切换。引用wiki：

  

当需要在用户模式和内核模式之间进行转换时   操作系统，不需要上下文切换;模式转换   本身不是一个上下文切换。但是，视操作而定   系统，此时也可以进行上下文切换。

你提到的也是正确的，模式切换可以导致上下文切换。但它并不总是发生。无论何时发生模式切换，都不希望有上下文切换（严重的性能损失）。 Windows内部发生的事情很难说，但最有可能的模式切换不会每次都导致上下文切换。

关于一对一线程模型。 Windows和Linux都遵循这一点。因此给定每个用户线程（如node.js事件循环线程）OS提供了一个内核线程，它负责系统调用。 Node.js只能通过系统调用调用模式切换。上下文切换仅由内核（线程调度程序）控制。

UPDATE2

是的，HTTP.SYS在内核模式下执行。但还有更多。 Node.js没有很多线程，因此与IIS不同，线程之间的上下文切换次数较少。在HTTP.SYS中，每个请求的上下文切换（模式切换）肯定更少。这是过去的改进（恰好是一场灾难），见here。多线程导致的上下文切换远不止使用HTTP.SYS减少上下文切换。因此整体node.js具有较少的上下文切换。

HTTP.SYS还有比节点自己的HTTP实现更有优势，有助于IIS。有可能（将来）从节点本身使用HTTP.SYS来获得这些优势。但就目前而言，我认为HTTP.SYS / IIS不会在node.js附近竞争。