异步IO(asynchronous I/O)

首先来理解几个容易混淆的概念,阻塞IO(blocking I/O)非阻塞IO(non-blocking I/O)同步IO(synchronous I/O)和异步IO(synchronous I/O)

博主一直天真的以为非阻塞I/O就是异步I/O T_T,apue一直没有读懂。

阻塞I/O 和 非阻塞I/O

简单来说,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,进程就会被阻塞,直到要读取的数据全部准备好返回给用户,这时候进程才会解除block态。

非阻塞I/O呢,就与上面的情况相反,用户发起一个读取文件描述符操作的时,函数立即返回,不作任何等待,进程继续执行。但是程序如何知道要读取的数据已经准备好了呢?最简单的方法就是轮询。

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准备好了,就马上返回,在linux下,select,poll,epoll都提供了IO多路复用的功能。

同步I/O 和 异步I/O

那么同步I/O异步I/O又有什么区别么?是不是只要做到非阻塞IO就可以实现异步I/O呢?

其实不然。

  • 同步I/O(synchronous I/O)I/O operation的时候会将process阻塞,所以阻塞I/O非阻塞I/OIO多路复用I/O都是同步I/O

  • 异步I/O(asynchronous I/O)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?其实当非阻塞I/O准备好数据以后还是要阻塞住进程去内核拿数据的。所以算不上异步I/O

这里借一张图来说明他们之间的区别:

事件驱动

事件驱动(event-driven)nodejs中的第二大特性。何为事件驱动呢?简单来说,就是通过监听事件的状态变化来做出相应的操作。比如读取一个文件,文件读取完毕,或者文件读取错误,那么就触发对应的状态,然后调用对应的回掉函数来进行处理。

线程驱动和事件驱动

那么线程驱动编程和事件驱动编程之间的区别是什么呢?

  • 线程驱动就是当收到一个请求的时候,将会为该请求开一个新的线程来处理请求。一般存在一个线程池,线程池中有空闲的线程,会从线程池中拿取线程来进行处理,如果线程池中没有空闲的线程,新来的请求将会进入队列排队,直到线程池中空闲线程。
  • 事件驱动就是当进来一个新的请求的时,请求将会被压入队列中,然后通过一个循环来检测队列中的事件状态变化,如果检测到有状态变化的事件,那么就执行该事件对应的处理代码,一般都是回调函数。

对于事件驱动编程来说,如果某个时间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后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

上面介绍了那么多的概念,现在我们来看看nodejs中的事件驱动异步I/O是如何实现的.

nodejs单线程(single thread)运行的,通过一个事件循环(event-loop)来循环取出消息队列(event-queue)中的消息进行处理,处理过程基本上就是去调用该消息对应的回调函数。消息队列就是当一个事件状态发生变化时,就将一个消息压入队列中。

nodejs的时间驱动模型一般要注意下面几个点:

  • 因为是单线程的,所以当顺序执行js文件中的代码的时候,事件循环是被暂停的。

  • js文件执行完以后,事件循环开始运行,并从消息队列中取出消息,开始执行回调函数

  • 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

  • 当涉及到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,操作结束以后将消息压入消息队列

下面我们从一个简单的js文件入手,来看看 nodejs是如何执行的。

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
  1. 同步执行debug("begin")

  2. 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

  3. 异步调用setTimeout(),马上将超时信息压入到消息队列

  4. 同步调用debug("end")

  5. 开启事件循环,弹出消息队列中的信息(目前是超时信息)

  6. 然后执行信息对应的回调函数(事件循环又被暂停)

  7. 回调函数执行结束后,开始事件循环(目前消息队列中没有任何东西,文件还没读完)

  8. 异步I/O读取文件完毕,将消息压入消息队列(消息中含有文件内容或者是出错信息)

  9. 事件循环取得消息,执行回调

  10. 程序退出。

这里借一张图来说明nodejs的事件驱动模型

这里最后要说的一点就是如何手动将一个函数推入队列,nodejs为我们提供了几个比较方便的方法:

  • 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,包含了windowlinux下面的异步I/O实现,感兴趣的读者可以移步到这里

异步 I/O 和事件驱动的更多相关文章

  1. NodeJS中的异步I/O、事件驱动

    nodejs的主要特点是单线程.异步I/O.事件驱动.让我们先大概了解一下这些名词的意思. 单线程 单线程是任务按照顺序执行的,并且每次只执行一个任务,只有前面的任务执行完成以后,后面的任务才执行.在 ...

  2. Gaea是支持跨平台具有高并发、高性能、高可靠性,并提供异步、多协议、事件驱动的中间层服务框架

    Gaea是支持跨平台具有高并发.高性能.高可靠性,并提供异步.多协议.事件驱动的中间层服务框架 Gaea:58同城开源的中间层服务框架 https://github.com/58code/Gaea 中 ...

  3. 异步I/O、事件驱动、单线程

    异步I/O.事件驱动.单线程 nodejs的特点总共有以下几点 异步I/O(非阻塞I/O) 事件驱动 单线程 擅长I/O密集型,不擅长CPU密集型 高并发 下面是一道很经典的面试题,描述了node的整 ...

  4. Node异步I/O、事件驱动与高性能服务器

    事件循环.观察者.请求对象.I/O线程池这四者共同构成了Node异步I/O模型的基本要素. 异步I/O流程:

  5. node.js的异步I/O、事件驱动、单线程

    nodejs的特点总共有以下几点 异步I/O(非阻塞I/O) 事件驱动 单线程 擅长I/O密集型,不擅长CPU密集型 高并发 下面是一道很经典的面试题,描述了node的整体运行机制,相信很多人都碰到了 ...

  6. 《深入浅出Node.js》第3章 异步I/O

    @by Ruth92(转载请注明出处) 第3章 异步I/O Node 的基调:异步 I/O.事件驱动.单线程. Node 不再是一个服务器,而是一个可以基于它构建各种高速.可伸缩网络应用的平台. No ...

  7. 深入浅出NodeJS——异步I/O

    底层操作系统,异步通过信号量.消息等方式有着广泛的应用. PHP语言从头到尾都是以同步堵塞方式执行,利于程序猿顺序编写业务逻辑. 异步I/O.事件驱动.单线程构成Node的基调. why异步I/O ( ...

  8. 你不知道的JavaScript--Item27 异步编程异常解决方案

    1.JavaScript异步编程的两个核心难点 异步I/O.事件驱动使得单线程的JavaScript得以在不阻塞UI的情况下执行网络.文件访问功能,且使之在后端实现了较高的性能.然而异步风格也引来了一 ...

  9. EDA: Event-Driven Architecture事件驱动架构

    EDA: Event-Driven Architecture事件驱动架构 2009-09-24 17:28 5 赞  异步编程      软件架构      EDA事件驱动        SOA的核心 ...

随机推荐

  1. 01.MyBatis快速入门

    1.下载jar包 Mybatis包+数据库驱动包 https://github.com/mybatis/mybatis-3/releases 2.新建Java工程并导入jar包 3.创建数据库与表 C ...

  2. Linux 运维日常排错

    硬盘与IO df -Th #查看挂载和文件系统类型.检查是否有空间用满,是否有业务数据未使用独立分区?   iostat -x 1 1. 检查iowait是否持续在15%以上,说明硬盘负载高. 2. ...

  3. 2016.10.6初中部上午NOIP普及组比赛总结

    2016.10.6初中部上午NOIP普及组比赛总结 中了病毒--病毒--病毒-- 进度: 比赛:AC+0+0+20=120 改题:AC+0+AC+20=220 Stairs 好--简--单!递推就过了 ...

  4. Ubuntu usb设备端口号绑定

    1.将串口设备插入USB口,通过lsusb查看端口信息.例如: ID 1a86:7523 表示usb设备的ID(这个ID由芯片制造商设置,可以唯一表示该设备) 1a86 usb_device_desc ...

  5. memcached 技术支持

    1. Install sudo apt-get install memcached 2.启动和停止 启动: service memcached start 停止: service memcached ...

  6. Error:Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: org/slf4j/LoggerFactory

    ylbtech-Error:Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: org/slf4j/LoggerF ...

  7. ssh 与服务器保持连接

    直接改客户端,服务器端不应该更改. sudo vi /etc/ssh/ssh_config # 或 ~/.ssh/config TCPKeepAlive=yes # Client每隔 60 秒发送一次 ...

  8. java RSA验签

    这几天在跟一个php的小哥哥联调接口,遇到了一些问题记录下来, 直接上代码吧,亲测有效 import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; ...

  9. css 实现头像周围光圈动态效果

    效果: html文件: <img class="userHead" src="xx/user.jpg"> css文件: .userHead{ wid ...

  10. VC文件操作

    VC文件操作 重命名文件: 注意: 该操作对文件夹一样有效! CFileFind Finder; CString sOldPath = _T("D:\\tt.txt"); CStr ...