nodejs 非同步I/O和事件驅動

非同步IO(asynchronous I/O)阻塞I/O和 非阻塞I/O

阻塞I/O，就是當用戶發一個讀取文件描述符的操作的時候，進程就會被阻塞，直到要讀取的數據全部準備好返回給用戶，這時候進程才會解除block的狀態。

非阻塞I/O，就與上面的情況相反，用戶發起一個讀取文件描述符操作的時，函數立即返回，不作任何等待，進程繼續執行。但是程序如何知道要讀取的數據已經準備好了呢？最簡單的方法就是輪詢。

除此之外，還有一種叫做IO多路復用的模式，就是用一個阻塞函數同時監聽多個文件描述符，當其中有一個文件描述符準備好了，就馬上返回，在linux下，select,poll,epoll都提供了IO多路復用的功能。

同步I/O和 非同步I/O

那麼同步I/O和非同步I/O又有什麼區別么？是不是只要做到非阻塞IO就可以實現非同步I/O呢？

其實不然。

同步I/O(synchronous I/O)做I/O operation的時候會將process阻塞,所以阻塞I/O，非阻塞I/O，IO多路復用I/O都是同步I/O。

非同步I/O(asynchronous I/O)做I/O opertaion的時候將不會造成任何的阻塞。

非阻塞I/O都不阻塞了為什麼不是非同步I/O呢？其實當非阻塞I/O準備好數據以後還是要阻塞住進程去內核拿數據的。所以算不上非同步I/O。

這裡借一張圖(圖來自這裡)來說明他們之間的區別

事件驅動

事件驅動(event-driven)是nodejs中的第二大特性，就是通過監聽事件的狀態變化來做出相應的操作。比如讀取一個文件，文件讀取完畢，或者文件讀取錯誤，那麼就觸發對應的狀態，然後調用對應的回掉函數來進行處理。

線程驅動和事件驅動

線程驅動編程和事件驅動編程之間的區別：

線程驅動就是當收到一個請求的時候，將會為該請求開一個新的線程來處理請求。一般存在一個線程池，線程池中有空閑的線程，會從線程池中拿取線程來進行處理，如果線程池中沒有空閑的線程，新來的請求將會進入隊列排隊，直到線程池中空閑線程。

事件驅動就是當進來一個新的請求的時，請求將會被壓入隊列中，然後通過一個循環來檢測隊列中的事件狀態變化，如果檢測到有狀態變化的事件，那麼就執行該事件對應的處理代碼，一般都是回調函數。

對於事件驅動編程來說，如果某個時間的回調函數是計算密集型，或者是阻塞I/O,那麼這個回調函數將會阻塞後面所有事件回調函數的執行。這一點尤為重要。

nodejs的事件驅動和非同步I/O事件驅動模型

nodejs是單線程(single thread)運行的，通過一個事件循環(event-loop)來循環取出消息隊列(event-queue)中的消息進行處理,處理過程基本上就是去調用該消息對應的回調函數。消息隊列就是當一個事件狀態發生變化時，就將一個消息壓入隊列中。

nodejs的時間驅動模型一般要注意下面幾個點：

1.因為是單線程的，所以當順序執行js文件中的代碼的時候，事件循環是被暫停的。

2.當js文件執行完以後，事件循環開始運行，並從消息隊列中取出消息，開始執行回調函數

3.因為是單線程的，所以當回調函數被執行的時候，事件循環是被暫停的

4.當涉及到I/O操作的時候，nodejs會開一個獨立的線程來進行非同步I/O操作，操作結束以後將消息壓入消息隊列。

不多說，看例子

varfs =require("fs");vardebug =require("debug")("example1");

debug("begin");

fs.readFile("package.json","utf-8",function(err,data){

if(err)

debug(err);

else

debug("get file content");

});

setTimeout(function(){

debug("timeout2");

});

debug("end");//運行到這裡之前，事件循環是暫停的

1.同步執行debug("begin")

2.非同步調用fs.readFile()，此時會開一個新的線程去進行非同步I/O操作

3.非同步調用setTimeout()，馬上將超時信息壓入到消息隊列中

4.同步調用debug("end")

5.開啟事件循環，彈出消息隊列中的信息(目前是超時信息)

6.然後執行信息對應的回調函數(事件循環又被暫停)

7.回調函數執行結束後，開始事件循環(目前消息隊列中沒有任何東西，文件還沒讀完)

8.非同步I/O讀取文件完畢，將消息壓入消息隊列(消息中含有文件內容或者是出錯信息)

9.事件循環取得消息，執行回調

10.程序退出。

這裡借一張圖來說明nodejs的事件驅動模型

這裡最後要說的一點就是如何手動將一個函數推入隊列,nodejs為我們提供了幾個比較方便的方法:

setTimeout()

process.nextTick()

setImmediate()

非同步I/O

nodejs中的非同步I/O的操作是通過libuv這個庫來實現的，包含了window和linux下面的非同步I/O實現。

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