消息传递与网络

消息传递让并发模块通过发送不可变消息来交互，避免了共享可变数据的同步难题。把它从进程内 Worker 延伸到网络上的客户端/服务器，就构成了现代 Web 应用的骨架。

两种并发模型

• 共享内存：并发模块通过读写共享的可变对象交互。需要锁或互斥来保护数据。
• 消息传递：并发模块通过发送不可变消息交互。每个模块持有自己的私有状态。

消息传递并不能让并发变得「没有 bug」，但它把同步的复杂度集中到了消息边界上，更容易推理。

Worker 之间的消息传递

TypeScript（Node.js）用 worker_threads 提供工作线程。主线程与 Worker 通过 postMessage 发送消息，通过 parentPort.on('message', callback) 接收消息。

// 主线程
import { Worker } from 'worker_threads';
const worker = new Worker('./worker.js');
worker.postMessage({ type: 'add', a: 2, b: 3 });
worker.on('message', (result) => console.log(result)); // 5

// worker.js
import { parentPort } from 'worker_threads';
parentPort!.on('message', (msg) => {
  if (msg.type === 'add') parentPort!.postMessage(msg.a + msg.b);
});

消息类型

不同种类的消息通常用可辨识联合（discriminated union）表达，以一个 type 字段区分：

type Msg =
  | { type: 'add'; a: number; b: number }
  | { type: 'sub'; a: number; b: number }
  | { type: 'result'; value: number };

接收消息

Worker 通过事件监听器接收消息。parentPort.on('message', callback) 注册一个异步回调，每当有新消息到达时调用。

停止工作线程

如何优雅地让 Worker 停下来？常用手法是发送一条特殊的毒丸消息（poison pill）。Worker 收到毒丸后，清理资源并退出。

// 主线程发送毒丸
worker.postMessage({ type: 'stop' });

// Worker 处理毒丸
parentPort!.on('message', (msg) => {
  if (msg.type === 'stop') process.exit(0);
});

消息传递下的竞态条件

消息传递并不能消除竞态条件。如果两个客户端同时向服务器请求同一资源，服务器处理消息的顺序仍然会影响结果。只是这类竞态更容易被观察和控制。

客户端/服务器模式

客户端/服务器（client/server）：客户端发送请求，服务器处理请求并返回响应。这是网络通信的基本设计模式。

网络基础

• IP 地址：32 位数字（IPv4），唯一标识网络上的主机。
• 主机名：人类可读的名字（如 www.mit.edu），通过 DNS 翻译成 IP 地址。
• 端口号：16 位数字，把流量导向主机上的具体进程。

Web API

HTTP 是万维网的语言。一个 HTTP 请求包含：

• 路径（path）：如 /api/users/42。
• 查询参数（query）：如 ?fields=name,email。
• 请求体（body）：POST 请求携带的数据。
• 方法：GET（无 body，获取资源）和 POST（有 body，提交数据）最常见。
• 状态码与响应体：如 200 OK、404 Not Found，响应体通常是 JSON。

TypeScript 中的 Web 服务器

用 Express 可以快速创建路由：

import express from 'express';
const app = express();

app.get('/api/users/:id', (req, res) => {
  const id = Number(req.params.id);
  res.json({ id, name: 'Ada' });
});

app.listen(3000, () => console.log('服务器启动于 3000 端口'));