nodejs中I/O的含義是什么

這篇文章主要介紹“nodejs中I/O的含義是什么”的相關(guān)知識(shí)，小編通過(guò)實(shí)際案例向大家展示操作過(guò)程，操作方法簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)，希望這篇“nodejs中I/O的含義是什么”文章能幫助大家解決問(wèn)題。

在nodejs中，“I/O”是輸入輸出的意思，通常表示“I/O”操作，“I/O”操作可以分為單線程串行依次執(zhí)行和多線程并行執(zhí)行，單線程安裝順序執(zhí)行，在執(zhí)行中任何一個(gè)稍慢都會(huì)導(dǎo)致后續(xù)執(zhí)行代碼阻塞。

本文操作環(huán)境：Windows10系統(tǒng)、nodejs 12.19.0版、Dell G3電腦。

nodejs中I/O是什么意思

對(duì)于Nginx服務(wù)器，很多人都是比較的熟悉，Nginx采用純C編寫(xiě)而成，用于做Web服務(wù)器，在反向代理和負(fù)載均衡等服務(wù)方面有很好的優(yōu)勢(shì)。Node與Nginx服務(wù)器有著相似的地方，都是采用事件驅(qū)動(dòng)。

瀏覽器中JavaScript在單線程上執(zhí)行，而且還與UI渲染共用一個(gè)線程，JavaScript在執(zhí)行的時(shí)候UI渲染和響應(yīng)應(yīng)是出于停滯狀態(tài)。（如果腳本執(zhí)行的時(shí)間超過(guò)100毫秒，用戶就會(huì)感到頁(yè)面卡頓）。遇到這些情況，我們就會(huì)想到異步的方式消除這些等待的問(wèn)題，對(duì)于異步和同步的概念就不做介紹了。

接下來(lái)我們具體的來(lái)了解一下NodeJS的事件驅(qū)動(dòng)和非阻塞I/O這些特點(diǎn)，了解這些對(duì)于我們更好的學(xué)習(xí)NodeJS開(kāi)發(fā)和構(gòu)建高性能的Web平臺(tái)有更加深遠(yuǎn)的意義。

1.I/O操作概述：

I/O操作對(duì)于任何一個(gè)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)都不會(huì)陌生，現(xiàn)在我們就簡(jiǎn)單的談一下NodeJS的I.O操作。I/O操作分為：?jiǎn)尉€程串行依次執(zhí)行；多線程并行執(zhí)行。這兩種方式各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，多線程的代價(jià)在于創(chuàng)建線程和執(zhí)行期線程上下文切換的開(kāi)銷(xiāo)較大，并且多線程面臨鎖、狀態(tài)同步的問(wèn)題。單線程安裝順序執(zhí)行，在執(zhí)行中任何一個(gè)稍慢都會(huì)導(dǎo)致后續(xù)執(zhí)行代碼阻塞。對(duì)于任務(wù)的串行執(zhí)行（概念上類(lèi)似于同步執(zhí)行）和任務(wù)的并行執(zhí)行的描述有如下圖：

在NodeJS中利用單線程，遠(yuǎn)離死鎖、狀態(tài)同步問(wèn)題，利用異步I/O，讓單線程遠(yuǎn)離阻塞，以便更好的使用CPU。異步I/O是期望I/O的調(diào)用不再阻塞后續(xù)運(yùn)算，將原有等待I/O完成這段時(shí)間分配給其他需要的業(yè)務(wù)去執(zhí)行?！　　?/p>

很多時(shí)候一些開(kāi)發(fā)者對(duì)異步/同步和阻塞/非阻塞的概念有些分不清，這兩者沒(méi)有什么關(guān)聯(lián)。阻塞I/O是調(diào)用之后一定要等到系統(tǒng)內(nèi)核層面完成所有操作后，調(diào)用才結(jié)束。非阻塞I/O是在調(diào)用后立即返回。關(guān)于阻塞I/O和非阻塞I/O有如下圖：

2.NodeJS異步I/O解析：

事件循環(huán)：在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，Node會(huì)創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)似于while(true)的循環(huán)，每執(zhí)行一次循環(huán)體的過(guò)程稱(chēng)為T(mén)ick，每個(gè)Tick的過(guò)程就是查看是否有時(shí)間待處理。

觀察者：每個(gè)時(shí)間循環(huán)中有一個(gè)或多個(gè)觀察者，判斷是否有事件要處理的過(guò)程就是向這些觀察者詢問(wèn)是否又要處理的事件。

請(qǐng)求對(duì)象：從JavaScript發(fā)起調(diào)用到內(nèi)核執(zhí)行完I/O操作的過(guò)渡過(guò)程中，存在一種中間產(chǎn)物，就是請(qǐng)求對(duì)象。

I/O線程池：組裝好請(qǐng)求、送入I/O線程池等待執(zhí)行，完成第一步I/O操作，進(jìn)入第二部分回調(diào)通知。（在Windows中，線程池中的I/O操作調(diào)用完畢之后，會(huì)將獲取的結(jié)果存在req->result屬性上，然后調(diào)用PostQueuedCompletionStatus()通知IOCP，告知當(dāng)前對(duì)象操作已經(jīng)完成。）

異步I/O有如下圖：

三.NodeJS異步編程實(shí)例：

前面介紹了異步I/O的相關(guān)概念，這里提供一個(gè)異步I/O操作的實(shí)例：

var config = require('./config.json');
var fs = require("fs");
var http = require('http');
var url_module = require("url");
http.createServer(function (request, response) {
var key = url_module.parse(request.url).query.replace('key=', '');
switch (request.method) {
   case 'GET':  // Asynchronous Response Generation
       fs.readFile(config.dataPath + key, 'utf8', function(err, value) {
           if (err) {
               // Return File Not Found if file hasn't yet been created
               response.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/plain'});
               response.end("The file (" + config.dataPath + key + ") does not yet exist.");
           } else {
               // If the file exists, read it and return the sorted contents
               var sorted = value.split(config.sortSplitString).sort().join('');
               response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
               response.end(sorted);
           }
       });
       break;
   case 'POST':  // Synchronously append POSTed data to a file
       var postData = '';
       request
           .on('data', function (data) {
               postData += data;
           })
           .on('end', function () {
               fs.appendFile(config.dataPath + key, postData, function(err) {
                   if (err) {
                       //  Return error if unable to create/append to the file
                       response.writeHead(400, {'Content-Type': 'text/plain'});
                       response.end('Error: Unable to write file: ' + err);
                   } else {
                       //  Write or append posted data to a file, return "success" response
                       response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
                       response.end('success');
                   }
               });
           });
       break;
   default:
       response.writeHead(400, {'Content-Type': 'text/plain'});
       response.end("Error: Bad HTTP method: " + request.method);
}
}).listen(config.serverPort);
console.log('synchronous server is running: ', config.serverPort);

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