单线程非阻塞IO模型在Node.js中的工作方式
我不是Node程序员，但我对单线程非阻塞IO模型是如何工作的很感兴趣。在我读了understanding-the-node-js-event-loop这篇文章后，我真的对它感到困惑。它给出了一个模型的例子：
c.query(
'SELECT SLEEP(20);',
function (err, results, fields) {
if (err) {
throw err;
}
res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});
res.end('<html><head><title>Hello</title></head><body><h1>Return from async DB query</h1></body></html>');
c.end();
}
);SQL：当有两个请求A(最先出现)和B时，因为只有一个线程，所以服务器端程序将首先处理请求A:执行查询是休眠语句，代表I/O等待。并且程序被阻塞在I/O等待处，并且不能执行呈现后面的网页的代码。在等待期间，程序会切换到请求B吗？在我看来，由于单线程模型，无法从一个请求切换到另一个请求。但是示例代码的标题显示，除了代码之外，所有的代码都是并行运行的。
(P.S我不确定我是否误解了代码，因为我从来没有使用过Node.) Node在等待过程中如何将A切换到B？你能简单地解释一下Node的单线程非阻塞IO模型吗？如果你能帮助我，我将不胜感激。:)
回答 8
Stack Overflow用户
发布于 2013-02-10 19:41:37
Node.js构建在libuv之上，这是一个跨平台库，为受支持的OSes (至少是Unix、OS和Windows )提供的异步(非阻塞)输入/输出抽象apis/系统调用。
异步IO
在此编程模型中，设备和资源(套接字、文件系统等)上的打开/读/写操作由文件系统管理，不要阻塞调用线程(就像在典型的同步类c模型中一样)，只需标记进程(在内核/OS级数据结构中)，以便在有新数据或事件可用时得到通知。如果是类似web服务器的应用程序，则流程负责找出通知的事件属于哪个请求/上下文，并从那里继续处理请求。请注意，这必然意味着您将处于与向OS发出请求的堆栈框架不同的堆栈框架上，因为后者必须屈从于进程的调度程序，以便让单线程进程处理新事件。
我所描述的模型的问题是，对于程序员来说，它并不熟悉，也很难推理，因为它本质上是非顺序的。“您需要在函数A中发出请求，并在另一个函数中处理结果，在该函数中，来自A的本地变量通常不可用。”
节点的模型(延续传递风格和事件循环)
Node利用javascript的语言特性解决了这个问题，通过诱导程序员使用某种编程风格，使这个模型看起来更同步。每个请求IO的函数都有一个类似于function (... parameters ..., callback)的签名，并且需要提供一个回调函数，该回调函数将在请求的操作完成时调用(请记住，大部分时间都花在等待操作系统发出完成信号-可以用来做其他工作的时间)。Javascript对闭包的支持允许您使用在回调主体内的外部(调用)函数中定义的变量-这允许在将由节点运行时独立调用的不同函数之间保持状态。另请参见Continuation Passing Style。
此外，在调用产生IO操作的函数之后，调用函数通常会将控制return到节点的事件循环。此循环将调用计划执行的下一个回调或函数(很可能是因为操作系统通知了相应的事件)-这允许并发处理多个请求。
您可以将节点的事件循环看作类似于内核的分派器的：内核将调度阻塞的线程在其挂起的IO完成后执行，而节点将在相应的事件发生时调度回调。
高并发，无并行
最后，“除了你的代码之外的所有东西都是并行运行的”这句话很好地抓住了这一点，节点允许你的代码通过在一个单一的执行流中对所有的js逻辑进行多路复用和排序，用一个线程并发地处理来自数十万个打开的套接字的请求(即使在这里说“所有东西都并行运行”可能是不正确的-请参阅Concurrency vs Parallelism - What is the difference?)。这对于webapp服务器非常有效，因为大多数时间实际上都花在等待网络或磁盘(数据库/套接字)上，并且逻辑并不是真正的CPU密集型-也就是说：这对于IO绑定的工作负载很有效。
Stack Overflow用户
发布于 2013-02-10 19:09:52
好吧，为了提供一些观点，让我来比较一下node.js和apache。
Apache是一个多线程HTTP服务器，对于服务器接收到的每个请求，它都会创建一个单独的线程来处理该请求。
另一方面，Node.js是事件驱动的，从单个线程异步处理所有请求。
当apache接收到A和B时，将创建两个处理请求的线程。每个都单独处理查询，每个都在提供页面之前等待查询结果。该页面仅在查询完成之前提供。查询获取被阻塞，因为服务器在收到结果之前无法执行线程的其余部分。
在节点中，c.query是异步处理的，这意味着当c.query获取A的结果时，它跳转到处理B的c.query，当A的结果到达时，它将结果发送回发送响应的回调。Node.js知道在fetch完成时执行回调。
在我看来，因为它是单线程模型，所以没有办法从一个请求切换到另一个请求。
实际上，节点服务器一直都在为您做这件事。为了进行切换，(异步行为)您将使用的大多数函数都会有回调。
编辑
SQL查询取自mysql库。它实现了回调样式和事件发射器来对SQL请求进行排队。它不异步执行它们，这是由提供非阻塞I/O抽象的内部libuv线程完成的。执行查询需要执行以下步骤：
- 打开到数据库的连接，连接本身即可连接到数据库，查询将传递到服务器。查询可以排队。
- 通过回调或事件通知主事件循环完成。
- 主循环执行您的查询
以类似的方式处理到http服务器的传入请求。内部线程架构是这样的：
Libuv线程是执行异步I/O (磁盘或网络)的C++线程。在将请求分派到线程池之后，主事件循环将继续执行。它可以接受更多的请求，因为它不等待或休眠。SQL查询/HTTP请求/文件系统读取都是这样发生的。
Stack Overflow用户
发布于 2016-11-29 03:56:17
Node.js在幕后使用libuv。libuv has a thread pool (默认为4)。因此，Node.js 确实使用线程来实现并发。
然而，，你的代码在一个线程上运行(即，Node.js函数的所有回调都将在同一个线程上调用，即所谓的循环-线程或事件-循环)。当人们说"Node.js在单线程上运行“时，他们实际上是在说”Node.js的回调在单线程上运行“。
https://stackoverflow.com/questions/14795145
复制相似问题