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异步 IO(asynchronous I/O)
阻塞 I /O 和 非阻塞 I /O
阻塞 I /O,就是当用户发一个读取文件描述符的操作的时候,过程就会被阻塞,直到要读取的数据全副筹备好返回给用户,这时候过程才会解除 block 的状态。
非阻塞 I /O,就与下面的状况相同,用户发动一个读取文件描述符操作的时,函数立刻返回,不作任何期待,过程继续执行。然而程序如何晓得要读取的数据曾经筹备好了呢?最简略的办法就是轮询。
除此之外,还有一种叫做 IO 多路复用的模式,就是用一个阻塞函数同时监听多个文件描述符,当其中有一个文件描述符筹备好了,就马上返回,在 linux 下,select,poll,epoll 都提供了 IO 多路复用的性能。
同步 I /O 和 异步 I /O
那么同步 I / O 和异步 I / O 又有什么区别么?是不是只有做到非阻塞 IO 就能够实现异步 I / O 呢?
其实不然。
同步 I /O(synchronous I/O)做 I /O operation 的时候会将 process 阻塞, 所以阻塞 I /O,非阻塞 I /O,IO 多路复用 I / O 都是同步 I /O。
异步 I /O(asynchronous I/O)做 I /O opertaion 的时候将不会造成任何的阻塞。
非阻塞 I / O 都不阻塞了为什么不是异步 I / O 呢?前端培训其实当非阻塞 I / O 筹备好数据当前还是要阻塞住过程去内核拿数据的。所以算不上异步 I /O。
这里借一张图 (图来自这里) 来阐明他们之间的区别
事件驱动
事件驱动 (event-driven) 是 nodejs 中的第二大个性,就是通过监听事件的状态变动来做出相应的操作。比方读取一个文件,文件读取结束,或者文件读取谬误,那么就触发对应的状态,而后调用对应的回掉函数来进行解决。
线程驱动和事件驱动
线程驱动编程和事件驱动编程之间的区别:
线程驱动就是当收到一个申请的时候,将会为该申请开一个新的线程来解决申请。个别存在一个线程池,线程池中有闲暇的线程,会从线程池中拿取线程来进行解决,如果线程池中没有闲暇的线程,新来的申请将会进入队列排队,直到线程池中闲暇线程。
事件驱动就是当进来一个新的申请的时,申请将会被压入队列中,而后通过一个循环来检测队列中的事件状态变动,如果检测到有状态变动的事件,那么就执行该事件对应的解决代码,个别都是回调函数。
对于事件驱动编程来说,如果某个工夫的回调函数是计算密集型,或者是阻塞 I /O, 那么这个回调函数将会阻塞前面所有事件回调函数的执行。这一点尤为重要。
nodejs 的事件驱动和异步 I /O
事件驱动模型
nodejs 是单线程 (single thread) 运行的,通过一个事件循环 (event-loop) 来循环取出音讯队列 (event-queue) 中的音讯进行解决, 处理过程基本上就是去调用该音讯对应的回调函数。音讯队列就是当一个事件状态发生变化时,就将一个音讯压入队列中。
nodejs 的工夫驱动模型个别要留神上面几个点:
1. 因为是单线程的,所以当程序执行 js 文件中的代码的时候,事件循环是被暂停的。
2. 当 js 文件执行完当前,事件循环开始运行,并从音讯队列中取出音讯,开始执行回调函数
3. 因为是单线程的,所以当回调函数被执行的时候,事件循环是被暂停的
4. 当波及到 I / O 操作的时候,nodejs 会开一个独立的线程来进行异步 I / O 操作,操作完结当前将音讯压入音讯队列。
不多说,看例子
var fs = require("fs");var debug = 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'); // 运行到这里之前,事件循环是暂停的
- 同步执行 debug(“begin”)
- 异步调用 fs.readFile(),此时会开一个新的线程去进行异步 I / O 操作
- 异步调用 setTimeout(),马上将超时信息压入到音讯队列中
- 同步调用 debug(“end”)
- 开启事件循环,弹出音讯队列中的信息(目前是超时信息)
- 而后执行信息对应的回调函数(事件循环又被暂停)
- 回调函数执行完结后,开始事件循环(目前音讯队列中没有任何货色,文件还没读完)
- 异步 I / O 读取文件结束,将音讯压入音讯队列(音讯中含有文件内容或者是出错信息)
- 事件循环获得音讯,执行回调
- 程序退出。
这里借一张图来阐明 nodejs 的事件驱动模型
这里最初要说的一点就是如何手动将一个函数推入队列,nodejs 为咱们提供了几个比拟不便的办法:
setTimeout()
process.nextTick()
setImmediate()
异步 I /O
nodejs 中的异步 I / O 的操作是通过 libuv 这个库来实现的,蕴含了 window 和 linux 上面的异步 I / O 实现。