1. Giới thiệu

Cái tên Node.js chắc hẳn đã không còn xa lạ với dân lập trình web. Node.js được tạo bởi Ryan Dahl năm 2009 dựa trên nền tảng Google V8 JavaScript engine. Như chúng ta đã biết Node.js là single thread sử dụng single-thread event loop để xử lý đồng thời nhiều request.

Với các ngôn ngữ server-side phổ biến như PHP, .NET, JAVA...sử dụng cơ chế multi-threads, chúng ta có thể dễ dàng hình dung ra cách hoạt động. Với mỗi một request đến server sẽ tạo ra một thread riêng để xử lý. Nhưng Node.js thì chỉ có 1 thread để xử lý tất cả các request. Để có thể hiểu được tại sao Node.js chỉ có 1 thread nhưng có thể xử lý đồng thời nhiều request, chúng ta cùng lướt qua một số khái niệm cơ bản sau.

2. Call Stack

Cái đầu tiên chúng ta tìm hiểu sẽ là call stack. Hiểu đơn giản thì call stack là nơi chứa các hàm đang được thực thi. call stack hoạt động theo cơ chế FILO, dưới đây là một ví dụ nhỏ:

function foo() {
    console.log('foo');
}

function bar() {
    foo();
    console.log('bar');
}

bar();

• bar() được gọi và được đẩy vào call stack
• foo() được gọi và được đẩy vào call stack
• In ra foo
• foo() bị xóa khỏi call stack
• In ra bar
• bar() bị xóa khỏi call stack

3. Event Loop & Event Queue

Một ví dụ khác

function foo() {
    console.log(2)
}

function bar() {
    console.log(1);
    setTimeout(foo, 0);
    console.log(3);
}

bar();

Kết quả trả về sẽ là

1
3
2

Mặc dù đã đặt thời gian là 0 nhưng mà 2 vẫn bị in ra sau 3. Nguyên nhân là setTimeout là 1 hành động async nên foo() đã không được thực thi ngay lập tức mà bị đẩy vào event queue.

event loop là 1 vòng lặp liên tục kiểm tra xem nếu call stack rỗng thì sẽ nhặt một event từ event queue và đẩy vào call stack. Vì call stack phải rỗng thì event từ event queue mới được đẩy vào nên kết quả sẽ là:

• bar() được gọi và được đẩy vào call stack
• In ra 1
• setTimeout được thực thi, bar được đẩy vào event queue
• In ra 3
• bar() bị xoá khỏi call stack
• foo() được đẩy vào call stack
• In ra 2
• foo() bị xoá khỏi call stack

4. Kết luận

Mỗi request đến Node server đều được coi là một event và được đẩy vào event queue. Với các ví dụ và giải thích ở trên, chắc hẳn các bạn cũng đã hiểu được vì sao Node.js chỉ có 1 thread nhưng lại có thể xử lý đồng thời nhiều request.

Tuy ở phần giới thiệu mình có viết Node.js chỉ có 1 thread nhưng thực tế không hoàn toàn như vậy. Node.js có các thread khác chạy song song để xử lý các tác vụ bất đồng bộ. Ở ví dụ về event loop, nếu thay setTimeout bằng 1 hàm khác để lấy dữ liệu từ DB thì tác vụ connect tới DB để lấy dữ liệu sẽ được thực thi trên một thread khác và sẽ đẩy callback vào event queue sau khi kết thúc.