node.js的异步IO 第一篇

feng409 发布于2019-08-20 15:19 / 3313人阅读

摘要：给出了解决方案就是单线程，远离线程锁，状态同步的问题，使用异步让单线程远离阻塞，高效利用。而实际上的异步是采用了线程池技术，发起异步时，把操作扔到线程池里面执行，然后主线程继续执行其他操作，执行完毕通过线程间通信通知主线程，主线程执行回调。

异步IO，事件驱动，单线程构成了node的基调，为什么异步IO在node中如此重要呢？

我们先来说一下异步的概念，异步常见于前端开发，例如ajax异步请求资源，如果前端页面同步请求资源，那麽当我们请求一个资源的时候，会阻塞代码往下执行，直到这个IO请求结束，那样用户就会发现页面卡死，点击事件等等失效，无疑这会使用户流失。

同样在运行服务端代码的时候，如果我们的程序是同步的，那麽面对来自客户端的请求，会逐个做出响应，从而使后面的请求等待时间很久，在这种场景可以使用多线程并行执行，但是多线程编程的缺点是，创建线程，切换线程上下文开销大并且面临状态锁，状态同步等问题。使用异步进行IO操作，避免了主线程的阻塞高效利用cpu。

node给出了解决方案就是单线程，远离线程锁，状态同步的问题，使用异步IO让单线程远离阻塞，高效利用cpu。

异步IO与非阻塞IO经常放在一起说，实际上他们是两个不同的概念，上面说的是异步IO，那麽什么是阻塞IO，和非阻塞IO呢？

阻塞的IO操作就是发起IO操作后，线程阻塞等待IO完成，这期间cpu得不到有效利用。

非阻塞IO操作其实就是发起IO操作后，通过事件轮巡，或者事件通知机制，不断查询IO操作是否完成，或者是主线程进入休眠等待事件通知IO结束，然后继续向下执行代码，实际上非阻塞IO期间，cpu要不用来查询要不用来休眠，也没有得到有效利用。

而实际上node的异步IO是采用了线程池技术，发起异步IO时，把io操作扔到线程池里面执行，然后主线程继续执行其他操作，io执行完毕通过线程间通信通知主线程，主线程执行回调。

另外nix平台和windows平台下实现异步io的方案并不相同，nix下node使用自己实现的线程池模拟异步io，windows下使用IOCP实现异步io，由于平台的差异性，node封装了libuv层来兼容不同平台。

node异步IO模型

异步调用
发起一个异步调用
封装请求对象，再请求对象上添加回调函数
把请求对象放入线程池等待执行

线程池
线程可用时执行IO操作，把结果添加到请求对象上
通知iocp IO完成，归还线程

事件循环
创建循环，Tick获取完成的IO交给IO观察者
从IO观察者获取可用的对象
用对象的回调方法把对象上的结果作为参数执行回调
循环从IO观察者获取可用对象，和获取完成的IO加入IO观察者，没有可用对象时退出循环

请求对象，观察者，事件循环，线程池构成了node的异步IO模型

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