内容简介:此概述介绍了Node.js中阻塞与非阻塞调用之间的区别,此概述将引用事件循环和libuv,但不需要事先了解这些主题,假设读者对JavaScript语言和Node.js回调模式有基本的了解。“I/O”主要指与阻塞是指在Node.js进程中执行其他JavaScript必须等到非JavaScript操作完成,发生这种情况是因为在发生阻塞操作时,事件循环无法继续运行JavaScript。
阻塞与非阻塞概述
此概述介绍了Node.js中阻塞与非阻塞调用之间的区别,此概述将引用事件循环和libuv,但不需要事先了解这些主题,假设读者对JavaScript语言和Node.js回调模式有基本的了解。
“I/O”主要指与 libuv 支持的系统的磁盘和网络的交互。
阻塞
阻塞是指在Node.js进程中执行其他JavaScript必须等到非JavaScript操作完成,发生这种情况是因为在发生阻塞操作时,事件循环无法继续运行JavaScript。
在Node.js中,由于CPU密集而不是等待非JavaScript操作而表现出较差性能的JavaScript,例如I/O,通常不称为阻塞。Node.js标准库中使用libuv的同步方法是最常用的阻塞操作,原生模块也可能具有阻塞方法。
Node.js标准库中的所有I/O方法都提供非阻塞的异步版本,并接受回调函数,某些方法还具有对应的阻塞方法,其名称以 Sync
结尾。
比较代码
阻塞方法同步执行,非阻塞方法异步执行。
以文件系统模块为例,这是一个同步读取文件的方法:
const fs = require('fs'); const data = fs.readFileSync('/file.md'); // blocks here until file is read
这是一个等效的异步示例:
const fs = require('fs'); fs.readFile('/file.md', (err, data) => { if (err) throw err; });
第一个示例看起来比第二个示例更简单,但缺点是第二行阻止执行任何其他JavaScript,直到读取整个文件,请注意,在同步版本中,如果抛出错误,则需要捕获它,否则进程将崩溃,在异步版本中,由作者决定是否应该如图所示抛出错误。
让我们稍微扩展一下我们的例子:
const fs = require('fs'); const data = fs.readFileSync('/file.md'); // blocks here until file is read console.log(data); // moreWork(); will run after console.log
这是一个类似但不等同的异步示例:
const fs = require('fs'); fs.readFile('/file.md', (err, data) => { if (err) throw err; console.log(data); }); // moreWork(); will run before console.log
在上面的第一个示例中,将在 moreWork()
之前调用 console.log
,在第二个示例中, fs.readFile()
是非阻塞的,因此JavaScript执行可以继续,并且将首先调用 moreWork()
,在不等待文件读取完成的情况下运行 moreWork()
的能力是一个关键的设计选择,可以提高吞吐量。
并发和吞吐量
Node.js中的JavaScript执行是单线程的,因此并发性是指事件循环在完成其他工作后执行JavaScript回调函数的能力,任何预期以并发方式运行的代码都必须允许事件循环继续运行,因为非JavaScript操作(如I/O)正在发生。
作为一个例子,让我们考虑这样一种情况:每个Web服务器请求需要50ms才能完成,50ms中的45ms是可以异步完成的数据库I/O,选择非阻塞异步操作可以释放每个请求45毫秒来处理其他请求,仅通过选择使用非阻塞方法而不是阻塞方法,这是容量的显着差异。
事件循环不同于许多其他语言中的模型,其中可以创建其他线程来处理并发工作。
混合阻塞和非阻塞代码的危险
处理I/O时应该避免一些模式,我们来看一个例子:
const fs = require('fs'); fs.readFile('/file.md', (err, data) => { if (err) throw err; console.log(data); }); fs.unlinkSync('/file.md');
在上面的例子中, fs.unlinkSync()
很可能在 fs.readFile()
之前运行,这会在实际读取之前删除 file.md
,写一个更好的方法是完全无阻塞并保证以正确的顺序执行:
const fs = require('fs'); fs.readFile('/file.md', (readFileErr, data) => { if (readFileErr) throw readFileErr; console.log(data); fs.unlink('/file.md', (unlinkErr) => { if (unlinkErr) throw unlinkErr; }); });
上面在 fs.readFile()
的回调中对 fs.unlink()
进行了非阻塞调用,这保证了正确的操作顺序。
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