理解node的單線程和異步

傳統多線程異步

傳統的異步是多線程的,當要同時做兩件事的時候,他們是執行在不同的線程里的。這就像是柜臺賣東西,來了一個人就得找一個員工陪他,直到這個人走了這個員工才能接待下一個客人。店內的員工就像線程池里的空閑線程,空閑的時候可以去接待客人,可是同時只能接待一個人,要接待其他人就得找另外一個人。

電腦里的線程相當于一個員工團隊,哪里需要去哪里。多線程的異步好處在于可以更多的占用系統的資源,每次開辟線程,就像是從這個團隊里找一個人來,團隊人總共就那么多,搶一個過來就多一點勞動力,接待的客人也就更多。而這樣做的缺點在于創建和銷毀線程的開銷是非常大的,每個線程都需要占用資源,這樣資源分配不過來,柜臺沒辦法接待太多客人。并且如果有一個客人看的時間太久了就會讓一名接待人員一直不能去接待其他客人,這樣本來就吃緊的資源就更分配不過來了。

node.JS的單線程異步

如果拘泥于傳統的異步,肯定會發出疑問:單線程怎么能異步?

讓我們來想一個問題,什么是異步?最直白的回答就是"讓兩個操作同時進行"。可是在單線程里,一次只能做一件事情,怎們能有異步呢。如果是普通的操作自然是不能,可是io可以,因為io操作的等待時間內是不占用任何系統資源的,也就是說你盡可以放它慢慢弄,只要執行完了通知我一聲就行了。

什么意思呢,我們拿燒水做飯的例子來講。

在同步的模式下,我們先燒水,我們就等水燒開,燒開后再來切菜、煮飯,然后等飯煮熟后再來炒菜。

在多線程異步下,我們先燒水,這個同時我們要切菜和煮飯,那叫另一個人來切菜,切完菜后他發現要煮飯,可是自己接下來要炒菜,那看看剛剛燒水的人燒完了沒有,燒完了就讓他來煮飯,沒燒完再叫另一個人來煮飯,自己繼續炒菜。最后大家都做完了,這個事情就算玩了。

而單線程異步下,我們先燒水,然后放著水在那里燒,再去切菜。這時候菜切完了,先去檢查水燒好了沒,如果燒好了就用這個水去做點事,如果沒燒好,繼續放著燒,然后煮飯也和燒水一樣,我不是放人去盯著有沒有煮好,而是做完一件事情去看這件事有沒有做好。

在node中,對于io的操作使用通知的方式,而不像傳統的異步操作,使用線程去監視他。

我對node的事件輪詢的理解是這樣的,主線程分配任務下去,注冊回調函數。主線程里在執行代碼的時候io繼續等待,主線程執行完畢后進行輪詢,因為這個時候主線程是空閑狀態,所以可以一直輪詢,直到發現有某一個io操作給他發了信號告訴他我現在弄好了,你可以用這個數據,主線程的資源就拿來執行回調函數。也就是說從始至終都只有主線程在做事情,主線程要不然是在執行函數,要不然就是在進行事件的輪詢,去尋找有哪個事件完成了需要執行他的回調函數。

換句話說,我們繼續用剛剛的例子,這個人不是在切菜或者炒菜,就是在檢查水有沒有燒開,飯有沒有煮熟。所以即使是單線程依舊能使用異步模式。

總結

多線程并不是異步的必須因素,這里談一下io,io操作本身并不執行在程序中,而是交給別人去做,等他做好了我們再拿到結果。我之前考慮最多的就是io難道不阻塞嗎,后來才明白io的時候線程是0消耗的,完全處于等待狀態。

所謂的單線程異步,正是合理分配了io的等待時間,讓主線程去做其他事情,在主線程空閑的時候才來檢查等待的任務有沒有完成。總的來說,node適合io多,高并發的事,因為這些事情不必等待,也不必創建新的線程,而是分給別人去做,node只需要等待結果就好了。但它并不適合計算密集型的事情,因為當一個計算阻塞了主線程,就無法使下一個任務被輪詢到,后面所有的任務都會被阻塞住。

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