node.js - NodeJS异步机制的疑惑

Question

问题描述：大家都知道nodejs因为其异步编程和事件机制而被大家津津乐道，但是最近在学习nodejs时对nodejs的异步不是很理解。都说nodejs是单进程单线程的，但是它的异步处理又给人的感觉是多线程的，比如下面的例子：

var fs = require("fs");

var data = fs.readFileSync('input.txt');//同步等待执行，这必然是单线程

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

但是，它还有异步方式是这样处理：

var fs = require("fs");

fs.readFile('input.txt', function (err, data) {//异步执行，这个地方没有等待执行结束就已经打印了"程序执行结束"，然后打印data数据
    if (err) return console.error(err);
    console.log(data.toString());
});

console.log("程序执行结束!");

希望大神们帮忙解释一下，总感觉它异步是多线程方式，而nodejs确实单进程单线程的？

Answer 1

node是单线程的没错，可以把这个线程理解为主线程，当遇到异步时，会把文件读取异步的任务交给底层的libuv,会根据平台选择(文件IO采用线程池，网络IO，linux采用epoll，windows采用IOCP)只是执行js代码的是单线程而已，异步任务完成后会放进事件队列，事件轮询，等到主线程空闲时取出来处理。

Answer 2

其实题主只要在网上搜一下node event loop的机制就能明白node的异步是怎么工作的了。
node底层有一个叫做libuv的东西，它与c/c++做交互，比如I/O,网络请求等等。

大概说下event loop的机制，题主最好网上搜下，深入理解下。

比如你写的例子：

    1. var fs = require("fs");

    2. fs.readFile('input.txt', 4. function (err, data) {//异步执行，这个地方没有等待执行结束就已经打印了"程序执行结束"，然后打印data数据
        if (err) return console.error(err);
        console.log(data.toString());
    });
    
    3. console.log("程序执行结束!");

方便介绍，我标上了序号。它的工作机制大概是这样的：
程序运行到 1 处。引用完之后继续走，到了2处,node发现是一个异步的I/O操作，总所周知I/O操作是巨费资源的，node是单线程它真的不想干这个事情，所以呢，它就交给了libuv，并给了它一个回调函数,也就是标4的那个地方，这个回调就是在c/c++底层处理完之后，libuv就会去调用这个回调。
但在交给libuv的过程，程序是一直往下面运行的，也就到了3的地方，打印。
这就是为什么先看到打印结果后看到文件内容。

这也大概是Event Loop的工作机制，node一直把难搞的交给别人去搞，等别人搞完了，只执行一个回调而已。所以说node不适合做大量计算的工作，比如你写个while(true){}整个程序就蹦了。
node就是喜欢小计算多并发，它处理起来真的有优势，不服不行。

Answer 3

我说下我的假设，
假设读取一个文件，NODEJS发送一个读取信号（可能是发送其他什么东西，原理一样）给操作系统，此时NodeJS去干别的事了（不用等待操作系统读取文件完毕，这就是异步），操作系统读取完毕后，发送一个事件给NodeJs，NodeJs就知道文件读取完毕，通过回调函数回调执行结果。
读取文件的等待时间NodeJs拿来做别的事了，没有阻塞。

Answer 4

下面的那个如果等待读取文件结束然后再打印下面的程序执行结束，那这和同步模式有啥区别吗…………
nodejs是单线程的没错，这里之所以下面的先打印出来了，因为是主进程结束之后再进行异步进程。

Answer 5

node是有事件队列的

Answer 6

查下事件循环 event loop ,定时器里的函数会被放在事件队列里， 会在下一个循环里按在事件队列里放入的先后顺序执行

Answer 7

node的引擎是单线程的没错 但是他底层调用的libuv不是啊 libuv在linux上网络请求用的epoll 文件读取是自己建了个线程池 在windows上面用的iocp