ノード非同期 I/O の概要

この記事では主に Node 非同期 I/O の紹介を紹介します。これは、必要な友達に参考にしてもらいたいです

非同期 I/O を使用する理由

。ユーザー エクスペリエンス

JavaScript は UI スレッドと同じ単一スレッドで実行されます。同期を使用する場合、JavaScript の実行時に UI レンダリングの待機を停止する必要があり、その結果、ユーザー エクスペリエンスが非常に低下します。

Web ページがいくつかのリソースをリクエストして同期的に取得する必要がある場合、実行を続ける前に、js がサーバーからリソースを完全に取得するまで待つ必要があります。この間、UI は待機し、これにより UI との対話が行われます。ユーザーのパフォーマンスが非常に悪く、パフォーマンスに影響を与えます。

// 现在请求两个资源
//耗时为M毫秒
getData('from_db');
//耗时为N毫秒
getData('from_remote_api');

同期の場合は時間がかかります (M + N);

非同期の場合は時間がかかります Max(M, N);

(M + N)；
如果是异步，需要耗时Max(M, N);

随着应用的复杂性，情景会变成M+N+...和Max（M，N，...），此时同步和异步的优劣就会更加凸显。另一方面，随着网站和应用的扩展，数据往往会分布到多台服务器上，而分布意味着M和N的值会线性增长，这也会放大异步和同步在性能上的差异。总之，IO是昂贵的，分布式IO是更昂贵的！

资源分配

单线程同步IO

会因阻塞IO使得硬件资源无法得到更优的利用。

多线程编程

优点： 可以利用多核CPU有效提升CPU的利用率
缺点： 编程中的死锁、状态同步使得程序员很是头疼。

node的异步IO

node采用的异步IO，利用单线程，远离了多线程死锁、状态同步，利用异步让单线程远离了阻塞，使得CPU得到更好的利用。

为了弥补单线程无法利用多核CPU的问题，Node提供了子进程 `childProcess` ,将一些运算多的任务放入子进程进行高效的运算。

二、阻塞I/O 和 非阻塞 I/O

阻塞IO

阻塞的IO操作就是发起IO操作后，线程阻塞等待IO完成，这期间cpu得不到有效利用。

非阻塞IO

非阻塞IO操作其实就是发起IO操作后，通过事件轮巡，或者事件通知机制，不断查询IO操作是否完成，或者是主线程进入休眠等待事件通知IO结束，然后继续向下执行代码，实际上非阻塞IO期间，cpu要不用来查询要不用来休眠，也没有得到有效利用。依旧是同步IO。

三、node的异步I/O

完成整个异步IO需要单个环节 事件循环 观察者 请求对象。

实际上node的异步IO是采用了线程池技术，发起异步IO时，把io操作扔到线程池里面执行，然后主线程继续执行其他操作，io执行完毕通过线程间通信通知主线程，主线程执行回调。

IO线程是由Libuv(Linux下由libeio具体实现；window下则由IOCP具体实现)管理的线程池控制的，本质上是多线程。即采用了线程池与阻塞IO模拟了异步IOアプリケーションの複雑さにより、シナリオは M+N+... と Max (M, N,...) になります。このとき、同期と非同期のメリットとデメリットが異なります。より目立つようになります。一方で、Web サイトやアプリケーションが拡大するにつれて、データが複数のサーバーに分散されることが多くなります。分散とは、M と N の値が直線的に増加することを意味し、非同期と同期のパフォーマンスの差も増幅します。つまり、IO は高価ですが、分散 IO はさらに高価です。

リソース割り当て

シングルスレッド同期IOrrreee

マルチスレッドプログラミング

rrreee

ノードの非同期IO

rrreee
2. ブロッキング I/O とノンブロッキング I/O

IO のブロック
rrreee

🎜🎜🎜ノンブロッキングIO🎜🎜rrreee🎜🎜🎜3. ノード🎜🎜の非同期 I/O を完了するには、単一のリンク イベント ループ <code>観察 リクエスト オブジェクト。 🎜🎜実際、ノードの非同期 IO はスレッド プール テクノロジーを使用します。非同期 IO が開始されると、IO 操作は実行のためにスレッド プールにスローされ、IO の実行が完了した後、メインスレッドが他の操作を実行し続けます。スレッド間通信を通じてメインスレッドに通知され、スレッドがコールバックを実行します。 🎜🎜IO スレッドは、具体的には Libuv によって実装されます (Linux は libeio によって実装されます。window の下には によって実装されます) IOCP (特定の実装) によって管理されるスレッド プールによって制御され、本質的にマルチスレッドです。つまり、<code>スレッド プール と ブロッキング IO は、非同期 IO をシミュレートするために使用されます。 🎜🎜🎜🎜🎜🎜非同期IOの原理🎜🎜🎜IOが発生すると、それをスレッドプール内のIOスレッドに入れ、そのIOスレッド上でタスクを実行させます。IOスレッドはブロッキングIOモードで実行されます。その後、メイン スレッドで実行を継続します。別の IO タスクが見つかった場合は、そのタスクをスレッド プールに入れて、別の IO スレッド (ブロック IO モード) で実行すると、メイン スレッドは実行を継続します。 🎜🎜上記がこの記事の全内容です。その他の関連コンテンツについては、PHP 中国語 Web サイトをご覧ください。 🎜🎜関連する推奨事項: 🎜🎜🎜Nodeモジュールの仕組みの分析について🎜🎜🎜🎜🎜Nodeの基本概念の紹介🎜🎜🎜

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