如果我們平常有瀏覽有關Node.js的文章，估計我們都會聽到最多關于Node.js是異步非阻塞I/O,單線程悲酷，事件機制。本章節(jié)主要去深入探討這幾種特性(PS:本文是對所學知識的學習和總結，可能存在理解錯誤借嗽。請帶著懷疑的眼光琳轿，同時如果有錯誤希望能指出判沟。)

章節(jié)二.png

一、Node.js的異步I/O崭篡，非阻塞I/O

首先我們先來理解幾個概念：阻塞IO(blocking I/O)和非阻塞IO(non-blocking I/O)挪哄、同步IO(synchronous I/O)和異步IO(synchronous I/O)。

問題:這里肯定有人想問琉闪，異步I/O和非阻塞I/O不是一回事嗎迹炼？？

答案:異步I/O和非阻塞I/O根本不是同一回事颠毙，曾經筆者一直天真的以為非阻塞I/O就是異步I/O T_T(直到看見樸靈大神的深入淺出Node.js)斯入。

1.現(xiàn)在我們來了解什么是異步I/O，什么是同步I/O蛀蜜？

這里轉自有趣的知乎er
老張愛喝茶刻两，廢話不說，煮開水涵防。出場人物：老張闹伪，水壺兩把（普通水壺，簡稱水壺壮池；會響的水壺偏瓤，簡稱響水壺）。
1：老張把水壺放到火上椰憋，立等水開厅克。（同步阻塞）老張覺得自己有點傻
2： 老張把水壺放到火上，去客廳看電視橙依，時不時去廚房看看水開沒有证舟。（同步非阻塞）老張還是覺得自己有點傻硕旗，于是變高端了，買了把會響笛的那種水壺女责。水開之后漆枚，能大聲發(fā)出嘀~~~~的噪音。
3：老張把響水壺放到火上抵知，立等水開墙基。（異步阻塞）老張覺得這樣傻等意義不大
4： 老張把響水壺放到火上，去客廳看電視刷喜，水壺響之前不再去看它了残制，響了再去拿壺。（異步非阻塞）老張覺得自己聰明了掖疮。
所謂同步異步初茶，只是對于水壺而言。普通水壺浊闪，同步恼布；響水壺，異步规揪。雖然都能干活桥氏，但響水壺可以在自己完工之后，提示老張水開了猛铅。這是普通水壺所不能及的字支。同步只能讓調用者去輪詢自己（情況2中），造成老張效率的低下奸忽。
所謂阻塞非阻塞堕伪，僅僅對于老張而言。立等的老張栗菜，阻塞欠雌；看電視的老張，非阻塞疙筹。情況1和情況3中老張就是阻塞的富俄，媳婦喊他都不知道。雖然3中響水壺是異步的而咆，可對于立等的老張沒有太大的意義霍比。所以一般異步是配合非阻塞使用的，這樣才能發(fā)揮異步的效用暴备。
作者：愚抄
鏈接：https://www.zhihu.com/question/19732473/answer/23434554
來源：知乎
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二浅妆、單線程

在專題一的介紹望迎，我們指導Node.js的runtime是V8，而V8設計是為了讓Chrome瀏覽器對Javascript語言進行編譯和解析的凌外，另外有過JS經驗的工程師都知道辩尊，JS的最大特點是單線程，而Node.js對V8的延用也是針對這一非常重要的特點趴乡。那么什么是單線程,單線程指的是对省，一個進程只能擁有一個線程，程序按順序執(zhí)行晾捏，只有等到前面的程序執(zhí)行完畢，才能執(zhí)行下一個!來看看Node對Http服務的模型哀托，

node_http_model.png

實驗.png

先將index.js的代碼改成這樣嗽冒，然后打開瀏覽器呀伙，你會發(fā)現(xiàn)瀏覽器在10秒之后才做出反應，打出Hello Node.js

堆棧圖.png

JavaScript是解析性語言添坊，代碼按照編碼順序一行一行被壓進stack里面執(zhí)行剿另，執(zhí)行完成后移除然后繼續(xù)壓下一行代碼塊進去執(zhí)行。上面代碼塊的堆棧圖贬蛙，當主線程接受了request后雨女，程序被壓進同步執(zhí)行的sleep執(zhí)行塊（我們假設這里就是程序的業(yè)務處理），如果在這10s內有第二個request進來就會被壓進stack里面等待10s執(zhí)行完成后再進一步處理下一個請求阳准，后面的請求都會被掛起等待前面的同步執(zhí)行完成后再執(zhí)行氛堕，所以這也說明Node.js單線程的執(zhí)行模型，因為這樣的特性野蝇，我們的頁面不能有耗時很長的同步處理程序阻塞了程序的后續(xù)執(zhí)行讼稚，而對于耗時過長的程序應該采用異步執(zhí)行，這里也就是Node.js的第二個特性绕沈，異步锐想。

三、異步

我們平時說的Node.js是異步的七冲，那么具體是指那部分異步,而答案是主線程的異步處理函數(shù)隊列+多線程異步I/O

1.主線程的異步處理函數(shù)隊列

上面那句話看上去是不是有點抽象難懂痛倚，現(xiàn)在來進行解釋，所謂主線程異步處理函數(shù)隊列是指主線程的主要執(zhí)行空間除了stack(執(zhí)行棧)和head(產生堆)外澜躺，還會callback queue(回調函數(shù)隊列),而callback queue是存放了異步處理的回調函數(shù)蝉稳，當一個異步I/O處理完抒蚜，就會向callback queue存放一個回調函數(shù)，當stack里面的程序執(zhí)行完耘戚，主線程就會從callback queue取出已經存放好的回調函數(shù)去執(zhí)行嗡髓，而我們平時最常見的異步，除了事件外收津，還有timer饿这，例如setTimeout，不如我們舉一個栗子~

let sleep = (time)=>{
    let exit = Date.now+time*1000;
    while(Date.now()<exit){};
    console.log('end sleep')
    return
}

let main = ()=>{
    setTimeout(()=>{
         console.log('setTimeout run');
    },0)
    sleep(5);
    console.log('after sleep');
}

main()

執(zhí)行輸出：
end sleep
after sleep
undefined(由于每個函數(shù)執(zhí)行完都會自行return撞秋，如果沒指定长捧，就會輸出undefined，這個是main執(zhí)行完return出來的)
setTimeout run

下面是代碼塊的主線程堆棧執(zhí)行：

異步.png

2.多線程異步I/O

這里可能有人會有疑問洲愤，買賣皮喔！你不是說Node.js是單線程嗎横侦，你這不是自己打臉嗎?我想說挥萌，這里其實是沒有沖突的，Node.js每個進程里面只有一個主線程來處理程序枉侧。因此引瀑，主線程是單線程，而主線程之外調用的I/O處理是通過一個叫做線程池的結構來管理的榨馁，所以I/O的處理是多線程的憨栽，而主線程和I/O線程池則通過上面剛剛講述的主線程的異步處理函數(shù)隊列來協(xié)作。(PSNode.js只對文件系統(tǒng)以及DNS實現(xiàn)了多線程I/O封裝，網絡I/O還是采用單線程形式)如圖:

多線程.png

上圖在主線程中屑柔，當遇到需要處理的I/O時屡萤，就將I/O的處理放在I/O線程池中管理，而主線程繼續(xù)執(zhí)行掸宛，當I/O線程池中有I/O完成了死陆，就會想callback queue注冊回調函數(shù)等待主線程執(zhí)行，而Node.js的高性能也是得益于其將阻塞的I/O異步化唧瘾，使得不影響主邏輯的執(zhí)行措译。

四、事件驅動

文章至此饰序，我們先進行總結领虹，Node.js至此我們簡介了兩個主要特性，單線程菌羽，異步,每個Node程序只會在主線程中執(zhí)行程序代碼掠械，在執(zhí)行過程中將阻塞的I/O操作異步化，將放至I/O線程池中進行管理注祖，當線程池中有I/O操作完成，就會向callback queue注冊回調函數(shù)均唉，等待同步邏輯執(zhí)行完成后再通過callback queue里面取出回調函數(shù)壓進stack里面執(zhí)行是晨，好了，而事件驅動的作用就是取出回調函數(shù)舔箭。事件驅動又叫事件循環(huán)罩缴，是指主線程從主線程的異步處理函數(shù)隊列里面不停循環(huán)的讀取事件，驅動了所有的異步回調函數(shù)的執(zhí)行层扶。詳情Node事件輪詢

事件機制.png

至此整個Node.js的異步化邏輯可以不斷循環(huán)的跑起來了箫章，以上則是我們日常所言的Node.js的三大特性以及其原理。

參考資料:
Node事件輪詢
JS運行機制
Node.js特性分析
非阻塞I/O和異步I/O的區(qū)別