node.js 之所以能夠運行 JavaScript 程式碼，是因為底層依賴 google 在 chrome 中使用的 V8 引擎，它是一個跑得非常快的 JavaScript 引擎，速度快到 讓 JavaScript 的速度勝過諸多語言，不過仍然沒有突破 JavaScript 的限制，就是 單線程問題。
線程就是所謂的執行緒，用很簡單的比喻來說明線程的概念：
假設今天去某超市採購中秋烤肉的材料，這家超市釋出很好的折扣，讓大家願意拿出三倍券來該超市進行採購，不過生意實在太好，超出業主預期，業主當初預期聘請一名結帳人員就能夠負荷，結果現在大排長龍，結帳人員忙得不可開交，客人們也等到頭髮都白了...
從上面可以看出只有一人在處理結帳流程，當結帳的人變多了，自然會形成忙不過來的狀況。在電腦的世界裡也有相同的問題，假設電腦是單核心的 CPU，那每個資源請求就是只能 透過一個核心來處理 。
延續上面超市的例子，業主設置了多個收銀台，並且聘請了多名結帳人員來 分散結帳人流，降低了所有結帳人員的工作量，更能夠縮短客戶排隊的時間。可以發現業主透過增加設備與人員來解決結帳問題，在電腦的世界也是一樣，透過資源的擴充來彌補硬體資源上的不足，讓每個資源請求能夠 透過多個核心來處理。
看完上述的舉例之後應該會有部分人感到困惑：明明電腦是多核心處理器，為什麼說 JavaScript 只能單線程？這個道理很簡單，同樣用超市舉例來說明，假設今天這家超市本來就已經有 8 個收銀台，但業主就是只聘請一名結帳人員，那有再多收銀台也沒有意義，簡單來說就是 JavaScript 本身只支援使用單一線程來運行，CPU 再多核也無法改善這個問題。
不過說 node.js 只支援單線程又有點不太對，主要是因為 node.js 不是只靠 V8 引擎在運作，底層依賴的東西非常多，這時候就要搬出 node.js 的運作圖了：
node Application 就是我們平常寫的 node.js 應用程式，在這個層級的程式碼會透過 V8 引擎 執行，並經由 node.js API 去跟使用 C 語言撰寫的 libuv 進行互動，而 libuv 提供了 Event Loop 讓單線程的操作可以實現 異步不阻塞，這也是 node.js 可以執行得 像多線程 的原因。事實上大多數情況 node.js 是單線程在運作，但只要是跟 I/O 有關的操作，libuv 就會使用多線程的方法處理，等於說 node.js 並不完全是單線程。
這是一個很有趣的機制，再沿用超市的例子來說明：在只有一名結帳人員的情況下，已經很忙了，這時遇到了一名客人問說他要結帳的 X 牌洗髮精是否有一整箱的，他想要買整箱的量，此時的結帳人員透過對講機請倉庫人員協助處理，於是先請他到旁邊等待，並幫下一位客人結帳，等到整箱的洗髮精來了之後，結帳人員就繼續幫他結帳，這樣的處理方式可以避免浪費過多的時間在等待。而 Event Loop 就是在處理這件事，透過 Event Queue 儲存需要等待的異步行為並持續關注，等到該行為已經結束異步行為時，就會再把它繼續處理完，這樣的機制可以讓在後方的行為不受等待所影響，形成永不阻塞的通道，正是所謂異步不阻塞。
跟 Express 並沒有直接關係，但絕對有間接關係，因為 Express 就是 node.js 的 Web 框架，而線程這件事又會影響到整體系統的效能，所以我認為這是蠻值得提的內容，試想今天是一個大型系統並且只用單線程在運行，資源根本沒有用到最佳化，使用者也無法體驗到最佳的系統效能，當流量上來的時候，客服電話也會著上來，不只系統會負荷不了，客服人員也會接到手痠！
雖然 node.js 背後有 Event Loop 解決異步阻塞的問題，但終究是用單線程處理大多數的使用場景，當流量很大的時候仍然是個挑戰。為了解決這個問題，node.js 推出了 叢集(Cluster) 功能。
叢集可以實現多線程的功能，將程式分為 父程式(master) 與 子程式(worker)，他們之間的程式碼是共享的，但記憶體空間並非共享的，簡單來說就是：跑一個 node.js 的應用只能單線程，那我跑多個不就可以多線程了嗎！透過 Cluster 可以使他們共享同一個 port，這樣用起來就跟多線程沒兩樣了！
叢集是很棒的功能，但我並不打算自己實作它，因為已經有造好的輪子可以使用，我們只需要了解這基本概念即可！
有的時候要開發一個東西，先去了解這些工具背後的基本運作模式事實上是有幫助的，在知道如何運作之後，要去實作較有深度的功能時，會比較知道為什麼需要這麼做，比如說：使用 Cluster 開啟多線程，就是為了解決 node.js 在大多數場景下只能以單線程來運行。我在最後有提到已經有造好的輪子可以實現 Cluster 所做的事情，這部分我就在下一篇進行說明吧！
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