在現(xiàn)在的項(xiàng)目開發(fā)中，任何一個(gè)大型項(xiàng)目絕對(duì)不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的采用一個(gè)種語言和一種框架，因?yàn)槊糠N語言和框架各有優(yōu)勢(shì)，與其死守一個(gè)，不與取各家之所長(zhǎng)，依次得到一個(gè)高性能、搞擴(kuò)展的產(chǎn)品。

對(duì)于一個(gè).NET開發(fā)者，尤其是主要從事Web開發(fā)的.NET程序員，個(gè)人覺得有必要學(xué)習(xí)一門性能優(yōu)越的Web平臺(tái)開發(fā)語言。一個(gè)開發(fā)者不能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的只學(xué)習(xí)一門語言，思維應(yīng)該開闊，從各個(gè)方面去看待同樣的一個(gè)問題，這樣或許會(huì)得到另一番效果和見解，個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該學(xué)習(xí)一下其他的語言，這樣有利于我們對(duì)比語言的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，例如java、nodejs、python等等。對(duì)于Nodejs這個(gè)JavaScript平臺(tái)，個(gè)人覺得.NET程序員有必要學(xué)習(xí)一下，因?yàn)閷W(xué)習(xí)NodeJS有助于我們構(gòu)建一個(gè)高性能的Web平臺(tái)。

NodeJS具有事件驅(qū)動(dòng)、非阻塞I/O等特點(diǎn)，可以很好的處理I/O操作。Node面向網(wǎng)絡(luò)且擅長(zhǎng)并行I/O，能夠有效地組織起更多的硬件資源。

這篇博客就來簡(jiǎn)單的介紹一下NodeJS的異步I/O特點(diǎn)。

一.NodeJS概述：

要學(xué)習(xí)一個(gè)語言或者平臺(tái)，我們首先應(yīng)該知道其定義，依據(jù)定義來擴(kuò)展我們的學(xué)習(xí)思路。Node的定義：”一個(gè)大獎(jiǎng)在Chrome JavaScript運(yùn)行時(shí)上的平臺(tái)，用于構(gòu)建高速、可伸縮的網(wǎng)絡(luò)程序。NodeJS作為一個(gè)異步事件驅(qū)動(dòng)的JavaScript運(yùn)行時(shí)，旨在構(gòu)建可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序?！坝嘘P(guān)nodejs的背景介紹和安裝方法，這里就沒有必要介紹了，因?yàn)閷?duì)于nodejs的安裝是比較簡(jiǎn)單，所以在這里贅述就有些顯得浪費(fèi)時(shí)間。

學(xué)習(xí)完Node的定義特點(diǎn)，可能很多人都會(huì)好奇這個(gè)平臺(tái)的適用場(chǎng)景是什么，以便在實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)中應(yīng)用，不然學(xué)習(xí)這個(gè)就沒有意義。主要的應(yīng)用場(chǎng)景：前后端編程語言環(huán)境統(tǒng)一；高性能I/O用于實(shí)時(shí)應(yīng)用；并行I/O使得使用者可以更高效地利用分布式環(huán)境；并行I/O有效利用穩(wěn)定接口提升Web渲染能力；云平臺(tái)的支持；游戲開發(fā)（這可能是很多開發(fā)者在意的，畢竟現(xiàn)在的游戲開發(fā)火熱程度已經(jīng)到了無以附加的地步）；工具類應(yīng)用，與較多的工具方法，使得開發(fā)效率大大的提升。

NodeJS異步I/O模型的基本要素：事件循環(huán)、觀察者、請(qǐng)求對(duì)象、I/O線程池這四個(gè)共同構(gòu)成。接下來我們具體了解一下這些知識(shí)。

二.NodeJS異步I/O解析：

對(duì)于Nginx服務(wù)器，很多人都是比較的熟悉，Nginx采用純C編寫而成，用于做Web服務(wù)器，在反向代理和負(fù)載均衡等服務(wù)方面有很好的優(yōu)勢(shì)。Node與Nginx服務(wù)器有著相似的地方，都是采用事件驅(qū)動(dòng)。

瀏覽器中JavaScript在單線程上執(zhí)行，而且還與UI渲染共用一個(gè)線程，JavaScript在執(zhí)行的時(shí)候UI渲染和響應(yīng)應(yīng)是出于停滯狀態(tài)。（如果腳本執(zhí)行的時(shí)間超過100毫秒，用戶就會(huì)感到頁面卡頓）。遇到這些情況，我們就會(huì)想到異步的方式消除這些等待的問題，對(duì)于異步和同步的概念就不做介紹了。

=接下來我們具體的來了解一下NodeJS的事件驅(qū)動(dòng)和非阻塞I/O這些特點(diǎn)，了解這些對(duì)于我們更好的學(xué)習(xí)NodeJS開發(fā)和構(gòu)建高性能的Web平臺(tái)有更加深遠(yuǎn)的意義。

1.I/O操作概述：

I/O操作對(duì)于任何一個(gè)開發(fā)者來說都不會(huì)陌生，現(xiàn)在我們就簡(jiǎn)單的談一下NodeJS的I.O操作。I/O操作分為：?jiǎn)尉€程串行依次執(zhí)行；多線程并行執(zhí)行。這兩種方式各有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，多線程的代價(jià)在于創(chuàng)建線程和執(zhí)行期線程上下文切換的開銷較大，并且多線程面臨鎖、狀態(tài)同步的問題。單線程安裝順序執(zhí)行，在執(zhí)行中任何一個(gè)稍慢都會(huì)導(dǎo)致后續(xù)執(zhí)行代碼阻塞。對(duì)于任務(wù)的串行執(zhí)行（概念上類似于同步執(zhí)行）和任務(wù)的并行執(zhí)行的描述有如下圖：

在NodeJS中利用單線程，遠(yuǎn)離死鎖、狀態(tài)同步問題，利用異步I/O，讓單線程遠(yuǎn)離阻塞，以便更好的使用CPU。異步I/O是期望I/O的調(diào)用不再阻塞后續(xù)運(yùn)算，將原有等待I/O完成這段時(shí)間分配給其他需要的業(yè)務(wù)去執(zhí)行?！　　?/p>

很多時(shí)候一些開發(fā)者對(duì)異步/同步和阻塞/非阻塞的概念有些分不清，這兩者沒有什么關(guān)聯(lián)。阻塞I/O是調(diào)用之后一定要等到系統(tǒng)內(nèi)核層面完成所有操作后，調(diào)用才結(jié)束。非阻塞I/O是在調(diào)用后立即返回。關(guān)于阻塞I/O和非阻塞I/O有如下圖：

2.NodeJS異步I/O解析：

事件循環(huán)：在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，Node會(huì)創(chuàng)建一個(gè)類似于while(true)的循環(huán)，每執(zhí)行一次循環(huán)體的過程稱為Tick，每個(gè)Tick的過程就是查看是否有時(shí)間待處理。

觀察者：每個(gè)時(shí)間循環(huán)中有一個(gè)或多個(gè)觀察者，判斷是否有事件要處理的過程就是向這些觀察者詢問是否又要處理的事件。

請(qǐng)求對(duì)象：從JavaScript發(fā)起調(diào)用到內(nèi)核執(zhí)行完I/O操作的過渡過程中，存在一種中間產(chǎn)物，就是請(qǐng)求對(duì)象。

I/O線程池：組裝好請(qǐng)求、送入I/O線程池等待執(zhí)行，完成第一步I/O操作，進(jìn)入第二部分回調(diào)通知。（在Windows中，線程池中的I/O操作調(diào)用完畢之后，會(huì)將獲取的結(jié)果存在req->result屬性上，然后調(diào)用PostQueuedCompletionStatus()通知IOCP，告知當(dāng)前對(duì)象操作已經(jīng)完成。）

異步I/O有如下圖：

三.NodeJS異步編程實(shí)例：

前面介紹了異步I/O的相關(guān)概念，這里提供一個(gè)異步I/O操作的實(shí)例：

var config = require('./config.json');
var fs = require("fs");
var http = require('http');
var url_module = require("url");

http.createServer(function (request, response) {
  var key = url_module.parse(request.url).query.replace('key=', '');
  switch (request.method) {
    case 'GET': // Asynchronous Response Generation
      fs.readFile(config.dataPath + key, 'utf8', function(err, value) {
        if (err) {
          // Return File Not Found if file hasn't yet been created
          response.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/plain'});
          response.end("The file (" + config.dataPath + key + ") does not yet exist.");
        } else {
          // If the file exists, read it and return the sorted contents
          var sorted = value.split(config.sortSplitString).sort().join('');
          response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
          response.end(sorted);
        }
      });
      break;
    case 'POST': // Synchronously append POSTed data to a file
      var postData = '';
      request
        .on('data', function (data) {
          postData += data;
        })
        .on('end', function () {
          fs.appendFile(config.dataPath + key, postData, function(err) {
            if (err) {
              // Return error if unable to create/append to the file
              response.writeHead(400, {'Content-Type': 'text/plain'});
              response.end('Error: Unable to write file: ' + err);
            } else {
              // Write or append posted data to a file, return "success" response
              response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
              response.end('success');
            }
          });
        });
      break;
    default:
      response.writeHead(400, {'Content-Type': 'text/plain'});
      response.end("Error: Bad HTTP method: " + request.method);
  }
}).listen(config.serverPort);

console.log('synchronous server is running: ', config.serverPort);

四.總結(jié)：

這篇博文是個(gè)人初次嘗試NodeJS的一個(gè)小總結(jié)，如有寫的不好還望大家多多的包含和指正。對(duì)于程序員來說，需要做的就是一直不停的學(xué)習(xí)，無論是否是自己主要從事的語言，對(duì)于學(xué)習(xí)多種語言，可以更加有助我們了解編程，對(duì)于一個(gè)開發(fā)者來說，最終的就是思想，因?yàn)檎Z言的特性和框架的應(yīng)用，一個(gè)熟練的編程者學(xué)習(xí)起來并不是難事，難就難在我們對(duì)于語言和框架的設(shè)計(jì)理念的理解。

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