NodeJS关于同步式I/O和异步式I/O的一点疑问？

[mikej]

刚刚踏入NodeJS的世界，对同步式I/O和异步式I/O有点不理解。

同步式I/O：当线程的执行过程中遇到I/O操作时，通常会很耗时，这时操作系统会剥夺这个线程的cpu使用权，将资源分配给其他的工作线程，当I/O操作完毕时，再恢复其对cpu的控制。照这个意思来说，是不是I/O操作是与cpu无关，I/O完成之后线程再继续执行？

异步式I/O：当遇到I/O操作时，不会等待I/O操作完成，而只是将 I/O 请求发送给操作系统，继续执行下一条语句。当操作系统完成 I/O 操作时，以事件的形式通知执行 I/O 操作的线程，线程会在特定时候处理这个事件。这里为什么是发送给操作系统，或者说为什么操作系统会有处理I/O的能力？

先多谢各位了。。

[judasnow]

我推荐这篇文章给你，注意看那个图。
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大概说一下我自己的理解，nodejs 采用一个 "事件循环(event loop)" 这是一个单独的线程，在nodejs执行的过程中是不会退出的。另外还有很多"工作线程(worker)"。其中"工作线程是按需生成的"其完成之后会返回到“事件循环”中（通过callback）。
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现在来看你的疑问：
1 是不是I/O操作是与cpu无关，I/O完成之后线程再继续执行？
io操作过程中 是几乎不需要 cpu 参与的 (通过dma控制器)，对于 io 操作，系统（操作系统）会产生一个中断，并将当前线程调度到阻塞状态。io完成后 会将其加入待执行队列中 等待调度。

2 这里为什么是发送给操作系统，或者说为什么操作系统会有处理I/O的能力？
io操作归根到底 是由 操作系统提供的系统调用来提供的。
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我认为你可以多了解下 计算机组成原理 以及 操作系统 这两门课的相关知识。

可以在 google 上搜索关键词: 系统调用，进程调度，dma控制器

[judasnow]

补上文章链接 http://www.aaronstannard.com/post/2011/12/14/Intro-to-NodeJS-for-NET-Developers.aspx

[mikej]

@judasnow 基本上解决了我的问题，那篇文章也很有用，多谢了。

[MichaelYin]

不知道楼主是否有其他语言基础，这个问题我以前也不懂，讲解的文章其实我也看过，但是真正用代码实现过后才真正明白两者的不同
建议你用py的socket,threading模块实现一个简单的服务器到客户端的小应用，把几种方式都写一遍，然后你基本对于同步异步，阻塞非阻塞会有比较深刻的认识，从我经验出发我不认为你看完这篇文章就能理解

[FrankFang128]

最好永远不要在node里调用耗时的同步方法。

[zythum]

打个比方就知道什么是同步什么是异步了

同步的起床要出门:
洗澡（20分钟）-> 刷牙（5分钟）-> 喂狗（5分钟）-> 穿衣服（5分钟）-> 找钥匙（40分钟）
需要（75分钟）

异步的起床要出门:
洗澡（20分钟）
刷牙（5分钟）
喂狗（5分钟） => 需要（40分钟）
穿衣服（5分钟）
找钥匙（40分钟）

[mikej]

@MichaelYin 深知！光表面的理解肯定是不够的，必须经过大量的编程实践才能理解。ps：我是做php开发的

[yyfearth]

简单来说，同步执行，主线程必须等待任务一一执行完毕，总的执行时间是单纯的加法
异步执行，由于任务可以请求发出后不需要等待，多个任务可以重叠执行，所以主线程的执行等待时间减少

[pfitseng]

@judasnow 看到dma 顺便请教下，在arm 编制kernel 的时候好像没dma 选项，那就是都靠cpu 了？

[judasnow]

@pfitseng 不是很了解 arm 哈，你可以 google 一下 ：-）不过我觉的 arm 中肯定涉及 dma。 全靠 cpu 效率太低。

[judasnow]

另外，看了楼主是做 php 开发的，我觉的楼主可以考虑下 如何在 php 中模拟（注意是模拟）异步操作，可能有更助于理解 nodejs 的运行模型。

[judasnow]

可以参考：http://www.laruence.com/2008/04/14/318.html http://reactphp.org/

[mikej]

@judasnow 恩啊，多谢，还得慢慢研究啊。

[tonitech]

@zythum 这个比喻很好！

[bombless]

这个东西考虑起来实际上挺绕的……
其实整体来说效果是这样的：不管同步还是异步，你I/O消耗多少时间其实是不变的。而CPU时间它是客观流动的。所以在较抽象的层次也就是nodejs这一层，实际的效果就是，两者的差别在于在I/O完成之前的那些CPU时间可以被异步应用利用掉，但同步的应用无法利用掉这些时间。