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异步 IO，异步编程

异步 IO

资源分配

一般的话会使用单线程串行一次执行，还有多线程并行完成，但是单线程串行执行，很明显速度会很慢，性能会很差，而多线程的话，可能会早场死锁以及状态的同步问题。

于是 Nodejs 采用的单线程，异步 IO，用单线程来避免死锁以及状态同步的问题，而异步的 IO，则避免了阻塞。而正对无法利用多核 CPU 的问题，Node 提供了子进程的方式来搞笑利用 CPU 和 IO。

异步 IO 与非阻塞 IO

异步和非阻塞其实是两回事。

对于操作系统对内核的 IO 来说，只有阻塞与非阻塞。

阻塞就是就是简单的所有磁盘寻道，读取数据，复制数据之后才返回。

非阻塞 IO 则是系统发出查询的请求后，请求到达之后不带数据返回，然后通过轮询的方式查看什么时候结束了再来拿取数据。

这种轮询也经历了不断地进步，从不断的发送 read；到后来 select 一次可以检查很多次，因为是数组；到后来的 poll，以链表形式突破了长度限制；到后来的 epoll，该方案是 linux 下效率最高的事件唤醒，因为他会休眠到结束，而不会一直轮询。还有 kqueue，不过这个只在 FressBSD 系统下存在。

但是注意在轮询或者休眠的状态下实际上主线程是闲置的，是利用不足的。

Linux 下有那种理想的异步 IO 方式，AIO，但是有缺陷，无法利用系统缓存。

现实中的异步 IO

其实现实中的异步 IO 是多线程的的，让部分线程来通过阻塞的或者非阻塞+轮询的形式来拿到数据，然后让一个线程进行计算处理，就实现了异步 IO。

最终的结果就是 nodejs 通过 libuv 来运行在 windows 和 linux 系统上。

注意我们时常的说 Node 是单线程的，但是其实仅仅只是 js 执行在单线程中而已，node 中，内部完成 IO 任务的其实都是另有线程池的。

非 IO 的异步 API

除了 IO 之外，还有些异步的 API，分别是 setTimeout，setInterval，setImmediate 和 process.nextTick

一般浏览器端我们想要立即异步执行一个函数，就setTimeout(function(){},0)就行了，但是定时器需要动用红黑树，创建定时器对象和迭代，浪费性能。

process.nextTick 则是比较轻量的，直接将回调函数放入队列。

setImmediate 也是类似的，但是这个的优先级比 process.nextTick 要低，并且如果同时写两个的话，执行了一个之后，会直接进行下一轮循环，而不是继续执行。

服务器模型

• 同步式：一次只能处理一个请求，其余的都得等待。
• 每进程/每请求：每个请求一个进程，但是扩展性不强，因为系统资源只有那么多。
• 每线程/每请求：每个请求启动一个线程，尽管线程比较轻量，但是会占内存，导致服务器缓慢。

Node 是通过事件驱动处理请求，不创建额外的对应线程。但是当大量请求来到的时候，究竟 node 发生了什么？？tudo??

异步编程

高阶函数

原来高阶函数就是将函数作为参数或者将函数作为返回值的函数。

偏函数

就是说通过指定部分参数来产生一个新的定制函数的函数

难点

• 异常处理

异步方法通常在第一个阶段提交请求后就立即返回了，因为异常不一定发生在这个阶段，try/catch 没啥用。所以一般编写的异步函数的 callback 的第一个函数作为 err 对象，如果为 null 就代表没有错误，这其实是一种规范。

• 函数嵌套过深

当操作存在依赖关系时，我们可能会写成 callback hell，当然这个世纪问题也有很多解决办法。

• 阻塞代码

没办法像 sleep()这样的方法来将线程沉睡一下的，只能规划好代码结构调用 setTimeout 方法来做

• 多线程编程

node 无法直接利用多核的好处，但是可以使用 child_process 来解决这个问题，深层次的是 cluster 模块

异步编程解决方案

事件发布/订阅的模式

比如 node 自身提供的 events 模块，就是一个发布/订阅的模式。这个模式常常用来解耦业务，将不变的封装在组件内部，将容易变化，自定义的通过事件暴露给外部调用。

其实这种模式就是一种钩子机制，Node 很多对象都是黑盒的，通过事件钩子，可以比较清晰的看出组件的功能。

比如 HTTP 请求，我们只需要关注 error，data，end 等等事件就可以了。

NODE 对事件发布订阅做了一些额外的处理：

• 事件超过了 10 个监听器，会得到警报，因为设计者认为会出现内存泄露，调用 emitter.setMaxListeners(0)可以将限制去掉
• 为了处理异常，EventEmitter 对 error 事件进行特殊对待，如果监听了，就会交给监听器处理，否则作为异常抛出

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