关于Node异步I/O的介绍

异步IO

一、为什么要使用异步I/O

用户体验

javascript在单线程上执行，它与UI线程是一个线程，如果使用同步，当javascript在执行的时候UI渲染就必须要停止等待，这样就是的用户的体验极差。

如果网页需要请求一些资源，通过同步的方式获取的话，那么我们就必须要等待js从服务器完全获取到资源后再继续执行，这期间UI等待，就会使得与用户的交互极差，影响用户的体验感。

// 现在请求两个资源
//耗时为M毫秒
getData('from_db');
//耗时为N毫秒
getData('from_remote_api');

如果是同步，需要耗时(M + N)；
如果是异步，需要耗时Max(M, N);

随着应用的复杂性，情景会变成M+N+...和Max（M，N，...），此时同步和异步的优劣就会更加凸显。另一方面，随着网站和应用的扩展，数据往往会分布到多台服务器上，而分布意味着M和N的值会线性增长，这也会放大异步和同步在性能上的差异。总之，IO是昂贵的，分布式IO是更昂贵的！

资源分配

单线程同步IO

会因阻塞IO使得硬件资源无法得到更优的利用。

多线程编程

优点： 可以利用多核CPU有效提升CPU的利用率
缺点： 编程中的死锁、状态同步使得程序员很是头疼。

node的异步IO

node采用的异步IO，利用单线程，远离了多线程死锁、状态同步，利用异步让单线程远离了阻塞，使得CPU得到更好的利用。

为了弥补单线程无法利用多核CPU的问题，Node提供了子进程 `childProcess` ,将一些运算多的任务放入子进程进行高效的运算。

二、阻塞I/O 和 非阻塞 I/O

阻塞IO

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

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。依旧是同步IO。

三、node的异步I/O

完成整个异步IO需要单个环节 事件循环 观察者 请求对象。

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。

IO线程是由Libuv(Linux下由libeio具体实现；window下则由IOCP具体实现)管理的线程池控制的，本质上是多线程。即采用了线程池与阻塞IO模拟了异步IO。

异步IO原理

当遇到IO时，将其放入线程池中的一个IO线程，让该任务在IO线程上执行，在IO线程上是阻塞IO方式执行的，然后在主线程上继续执行，当遇到另一个IO任务时，将其在放入线程池，然后在另一条IO线程上执行（同样是阻塞IO方式），主线程继续执行着。

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