Node.js学习笔记（二）：非阻塞异步IO模式

最新推荐文章于 2024-06-19 15:43:36 发布

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本文通过一个Node.js示例介绍了非阻塞异步IO模式。解释了在遇到I/O操作时，线程如何不等待操作完成而是继续执行后续语句，并在I/O操作完成后通过事件回调来处理结果。

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何为非阻塞异步IO模式？

观察下面的实例，调用readFile()方法，读取‘HelloNode.js’中的文件内容，读取结束后，打印到屏幕，接下来退出readFile()方法，执行"console.log('Conde End:在同步编程下，这一句最后执行')"。按照线性编程思想，程序本该一句接着一句执行，但是在Node.js中，输出结果却是先执行最后的输出，然后才打印文件信息。

var fs=require('fs');
fs.readFile('HelloNode.js','UTF-8',function(err,data){
  if(err){
  console.log(err);
 }else
  console.log(data);
});
console.log('Code End：在同步编程下，这一句最后执行');//在同步编程下，这一句最后执行

为什么会出现以上的情况，这里必须结合异步式IO模式的机制来理解。

何为阻塞：

什么是阻塞（block）呢？线程在执行中如果遇到磁盘读写或网络通信（统称为 I/O 操作），通常要耗费较长的时间，这时操作系统会剥夺这个线程的 CPU 控制权，使其暂停执行，同时将资源让给其他的工作线程，这种线程调度方式称为——阻塞。当 I/O 操作完毕时，操作系统将这个线程的阻塞状态解除，恢复其对CPU的控制权，令其继续执行。这种 I/O 模式就是通常的同步式 I/O（Synchronous I/O）或阻塞式 I/O （Blocking I/O）。

相应地，异步式 I/O （Asynchronous I/O）或非阻塞式 I/O （Non-blocking I/O）则针对所有 I/O 操作不采用阻塞的策略。当线程遇到 I/O 操作时，不会以阻塞的方式等待 I/O 操作的完成或数据的返回，而只是将 I/O 请求发送给操作系统，继续执行下一条语句。当操作系统完成 I/O 操作时，以事件的形式通知执行 I/O 操作的线程，线程会在特定时候处理这个事件。为了处理异步 I/O，线程必须有事件循环，不断地检查有没有未处理的事件，依次予以处理。

结合上面的例子，线程执行到fs.readFile()方法时，由于线程进入到读取文件的事件中，线程不会以阻塞的方式等待I/O操作，继续执行"console.log('Code End...')"，执行完成后进入事件循环监听事件，当fs接收到IO请求完成的事件时，即等文件读取完毕后，事件循环会主动调用回调函数，来打印文件信息。这就是为什么会出现先执行后面的语句的原因。异步式IO的最直观表现就是避免了线程等待IO事件。