在nodejs中，“I/O”是輸入輸出的意思，通常表示“I/O”操作，“I/O”操作可以分為單線程串行依次執(zhí)行和多線程并行執(zhí)行，單線程安裝順序執(zhí)行，在執(zhí)行中任何一個稍慢都會導致后續(xù)執(zhí)行代碼阻塞。

本文操作環(huán)境：Windows10系統(tǒng)、nodejs 12.19.0版、Dell G3電腦。

nodejs中I/O是什么意思

對于Nginx服務器，很多人都是比較的熟悉，Nginx采用純C編寫而成，用于做Web服務器，在反向代理和負載均衡等服務方面有很好的優(yōu)勢。Node與Nginx服務器有著相似的地方，都是采用事件驅(qū)動。

瀏覽器中JavaScript在單線程上執(zhí)行，而且還與UI渲染共用一個線程，JavaScript在執(zhí)行的時候UI渲染和響應應是出于停滯狀態(tài)。（如果腳本執(zhí)行的時間超過100毫秒，用戶就會感到頁面卡頓）。遇到這些情況，我們就會想到異步的方式消除這些等待的問題，對于異步和同步的概念就不做介紹了。

接下來我們具體的來了解一下NodeJS的事件驅(qū)動和非阻塞I/O這些特點，了解這些對于我們更好的學習NodeJS開發(fā)和構建高性能的Web平臺有更加深遠的意義。

1.I/O操作概述：

I/O操作對于任何一個開發(fā)者來說都不會陌生，現(xiàn)在我們就簡單的談一下NodeJS的I.O操作。I/O操作分為：單線程串行依次執(zhí)行；多線程并行執(zhí)行。這兩種方式各有優(yōu)勢和缺點，多線程的代價在于創(chuàng)建線程和執(zhí)行期線程上下文切換的開銷較大，并且多線程面臨鎖、狀態(tài)同步的問題。單線程安裝順序執(zhí)行，在執(zhí)行中任何一個稍慢都會導致后續(xù)執(zhí)行代碼阻塞。對于任務的串行執(zhí)行（概念上類似于同步執(zhí)行）和任務的并行執(zhí)行的描述有如下圖：

在NodeJS中利用單線程，遠離死鎖、狀態(tài)同步問題，利用異步I/O，讓單線程遠離阻塞，以便更好的使用CPU。異步I/O是期望I/O的調(diào)用不再阻塞后續(xù)運算，將原有等待I/O完成這段時間分配給其他需要的業(yè)務去執(zhí)行?！　　?/p>

很多時候一些開發(fā)者對異步/同步和阻塞/非阻塞的概念有些分不清，這兩者沒有什么關聯(lián)。阻塞I/O是調(diào)用之后一定要等到系統(tǒng)內(nèi)核層面完成所有操作后，調(diào)用才結(jié)束。非阻塞I/O是在調(diào)用后立即返回。關于阻塞I/O和非阻塞I/O有如下圖：

2.NodeJS異步I/O解析：

事件循環(huán)：在進程啟動時，Node會創(chuàng)建一個類似于while(true)的循環(huán)，每執(zhí)行一次循環(huán)體的過程稱為Tick，每個Tick的過程就是查看是否有時間待處理。

觀察者：每個時間循環(huán)中有一個或多個觀察者，判斷是否有事件要處理的過程就是向這些觀察者詢問是否又要處理的事件。

請求對象：從JavaScript發(fā)起調(diào)用到內(nèi)核執(zhí)行完I/O操作的過渡過程中，存在一種中間產(chǎn)物，就是請求對象。

I/O線程池：組裝好請求、送入I/O線程池等待執(zhí)行，完成第一步I/O操作，進入第二部分回調(diào)通知。（在Windows中，線程池中的I/O操作調(diào)用完畢之后，會將獲取的結(jié)果存在req->result屬性上，然后調(diào)用PostQueuedCompletionStatus()通知IOCP，告知當前對象操作已經(jīng)完成。）

異步I/O有如下圖：

三.NodeJS異步編程實例：

前面介紹了異步I/O的相關概念，這里提供一個異步I/O操作的實例：

var config = require('./config.json'); var fs = require("fs"); var http = require('http'); var url_module = require("url"); http.createServer(function (request, response) { var key = url_module.parse(request.url).query.replace('key=', ''); switch (request.method) {    case 'GET':  // Asynchronous Response Generation        fs.readFile(config.dataPath + key, 'utf8', function(err, value) {            if (err) {                // Return File Not Found if file hasn't yet been created                response.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/plain'});                response.end("The file (" + config.dataPath + key + ") does not yet exist.");            } else {                // If the file exists, read it and return the sorted contents                var sorted = value.split(config.sortSplitString).sort().join('');                response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});                response.end(sorted);            }        });        break;    case 'POST':  // Synchronously append POSTed data to a file        var postData = '';        request            .on('data', function (data) {                postData += data;            })            .on('end', function () {                fs.appendFile(config.dataPath + key, postData, function(err) {                    if (err) {                        //  Return error if unable to create/append to the file                        response.writeHead(400, {'Content-Type': 'text/plain'});                        response.end('Error: Unable to write file: ' + err);                    } else {                        //  Write or append posted data to a file, return "success" response                        response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});                        response.end('success');                    }                });            });        break;    default:        response.writeHead(400, {'Content-Type': 'text/plain'});        response.end("Error: Bad HTTP method: " + request.method); } }).listen(config.serverPort); console.log('synchronous server is running: ', config.serverPort);

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