现实比理想要骨感一些,但是要达成异步I/O的目标,并非难事。前面我们将场景限定在了单线程的状况下,多线程的方式会是另一番风景。通过让部分线程进行阻塞I/O或者非阻塞I/O加轮询技术来完成数据获取,让一个线程进行计算处理,通过线程之间的通信将I/O得到的数据进行传递,这就轻松实现了异步I/O(尽管这是模拟的),示意图如下:
![](https://box.kancloud.cn/2016-08-28_57c1cec26d531.png)
glibc的AIO便是典型的线程池模拟异步I/O。然而遗憾的是,它存在一些难以忍受的缺陷和bug,不推荐采用。libev的作者 Marc Alexander Lehmann 重新实现了一个异步I/O的库:libeio。libeio实质上依然是采用线程池与阻塞I/O模拟异步I/O。最初,Node在 `*nix`平台上采用了libeio配合libev实现I/O部分,实现了异步I/O。在Node v0.9.3中,自行实现了线程池来完成异步I/O。
另一种我迟迟没有透露的异步I/O方案则是Windows下的IOCP,它在某种程度上提供了理想的异步I/O:调用异步方法,等待I/O完成之后的通知,执行回调,用户无须考虑轮询。但是它的内部其实仍然是线程池原理,不同之处在于这些线程池由系统内核接手管理。
IOCP的异步I/O模型与Node的异步调用模型十分近似。在Windows平台下采用了IOCP实现异步I/O。
由于Windows平台和`*nix`平台的差异,Node提供了libuv作为抽象封装层,使得所有平台兼容性的判断都由这一层来完成,并保证上层的Node与下层的自定义线程池及IOCP之间各自独立。Node在编译期间会判断平台条件,选择性编译unix目录或是win目录下的源文件到目标程序中,架构如下图:
![](https://box.kancloud.cn/2016-08-28_57c1cec281e38.png)
需要强调的一点是,这里的I/O不仅仅只限于磁盘文件的读写。`*nix`将计算机抽象了一番,磁盘文件、硬件、套接字等几乎所有计算机资源都被抽象为了文件,因此这里描述的阻塞和非阻塞的情况同样能适合于套接字等。
另一个需要强调的地方在于,我们时常提到的Node是单线程的,这里的单线程仅仅只是JavaScript执行在单线程中罢了。在Node中,无论是 `*nix`还是Windows平台,内部完成I/O任务的另有线程池。
- 目录
- 第1章 Node 简介
- 1.1 Node 的诞生历程
- 1.2 Node 的命名与起源
- 1.2.1 为什么是 JavaScript
- 1.2.2 为什么叫 Node
- 1.3 Node给JavaScript带来的意义
- 1.4 Node 的特点
- 1.4.1 异步 I/O
- 1.4.2 事件与回调函数
- 1.4.3 单线程
- 1.4.4 跨平台
- 1.5 Node 的应用场景
- 1.5.1 I/O 密集型
- 1.5.2 是否不擅长CPU密集型业务
- 1.5.3 与遗留系统和平共处
- 1.5.4 分布式应用
- 1.6 Node 的使用者
- 1.7 参考资源
- 第2章 模块机制
- 2.1 CommonJS 规范
- 2.1.1 CommonJS 的出发点
- 2.1.2 CommonJS 的模块规范
- 2.2 Node 的模块实现
- 2.2.1 优先从缓存加载
- 2.2.2 路径分析和文件定位
- 2.2.3 模块编译
- 2.3 核心模块
- 2.3.1 JavaScript核心模块的编译过程
- 2.3.2 C/C++核心模块的编译过程
- 2.3.3 核心模块的引入流程
- 2.3.4 编写核心模块
- 2.4 C/C++扩展模块
- 2.4.1 前提条件
- 2.4.2 C/C++扩展模块的编写
- 2.4.3 C/C++扩展模块的编译
- 2.4.2 C/C++扩展模块的加载
- 2.5 模块调用栈
- 2.6 包与NPM
- 2.6.1 包结构
- 2.6.2 包描述文件与NPM
- 2.6.3 NPM常用功能
- 2.6.4 局域NPM
- 2.6.5 NPM潜在问题
- 2.7 前后端共用模块
- 2.7.1 模块的侧重点
- 2.7.2 AMD规范
- 2.7.3 CMD规范
- 2.7.4 兼容多种模块规范
- 2.8 总结
- 2.9 参考资源
- 第3章 异步I/O
- 3.1 为什么要异步I/O
- 3.1.1 用户体验
- 3.1.2 资源分配
- 3.2 异步I/O实现现状
- 3.2.1 异步I/O与非阻塞I/O
- 3.2.2 理想的非阻塞异步I/O
- 3.2.3 现实的异步I/O
- 3.3 Node的异步I/O
- 3.3.1 事件循环
- 3.3.2 观察者
- 3.3.3 请求对象
- 3.3.4 执行回调
- 3.3.5 小结
- 3.4 非I/O的异步API
- 3.4.1 定时器
- 3.5 事件驱动与高性能服务器