Node.js学习记录: 异步I/O

2017-05-05 11:19

Node.js 回调函数

Node.js 异步编程的直接体现就是回调。
异步编程依托于回调来实现,但不能说使用了回调后程序就异步化了。
回调函数在完成任务后就会被调用,Node 使用了大量的回调函数,Node 所有 API 都支持回调函数。
例如,我们可以一边读取文件,一边执行其他命令,在文件读取完成后,我们将文件内容作为回调函数的参数返回。这样在执行代码时就没有阻塞或等待文件 I/O 操作。这就大大提高了 Node.js 的性能,可以处理大量的并发请求。

阻塞I/O与非阻塞I/O

操作系统内核对于I/O只有两种方式:阻塞与非阻塞

阻塞I/O的一个特点是调用之后一定要等到系统内核层面完成所有操作后,调用才结束。以读取 磁盘上的一段文件为例,系统内核在完成磁盘寻道、读取数据、复制数据到内存中之后,这个调用才结束。

阻塞I/O造成CPU等待I/O,浪费等待时间,CPU的处理能力不能得到充分利用。为了提高性能,内核提供了非阻塞I/O。

非阻塞I/O跟阻塞I/O的差别为调用之后会立即返回

示例

阻塞代码实例

创建一个文件 input.txt ,内容如下:

镜心的小树屋:http://jxdxsw.com/

创建 main.js 文件, 代码如下:

var fs = require("fs");

var data = fs.readFileSync('input.txt');

console.log(data.toString());
console.log("程序执行结束!");

以上代码执行结果如下:

$ node main.js
镜心的小树屋:http://jxdxsw.com/

程序执行结束!

非阻塞代码实例

创建一个文件 input.txt ,内容如下:

镜心的小树屋:http://jxdxsw.com/

创建 main.js 文件, 代码如下:

var fs = require("fs");

fs.readFile('input.txt', function (err, data) {
    if (err) return console.error(err);
    console.log(data.toString());
});

console.log("程序执行结束!");

以上代码执行结果如下:

  $ node main.js
    程序执行结束!
    镜心的小树屋:http://jxdxsw.com/

以上两个实例我们了解了阻塞与非阻塞调用的不同。第一个实例在文件读取完后才执行完程序。 第二个实例我们不需要等待文件读取完,这样就可以在读取文件时同时执行接下来的代码,大大提高了程序的性能。
因此,阻塞是按顺序执行的,而非阻塞是不需要按顺序的,所以如果需要处理回调函数的参数,我们就需要写在回调函数内。

轮询

非阻塞I/O返回之后,CPU的时间片可以用来处理其他事务,此时的性能提升是明显的。
但非阻塞I/O也存在一些问题。由于完整的I/O并没有完成,立即返回的并不是业务层期望的数据,而仅仅是当前调用的状态。为了获取完整的数据,应用程序需要重复调用I/O操作来确认是否完成。
这种重复调用判断操作是否完成的技术叫做轮询。
具体可以看这几篇文章

Ajax轮询——“定时的通过Ajax查询服务端”

待续。。。

参考

Web 通信 之 长连接、长轮询(long polling)
实现轮询的方式
《深入浅出nodejs》