Nodejs 中的“异步 I/O 原语”是什么意思？

Question

我正在浏览 Node.js 文档，但无法理解这一行：

Node.js 应用程序在单个进程中运行，无需为每个请求创建新线程。Node.js 在其标准库中提供了一组异步 I/O 原语，可防止 JavaScript 代码阻塞，并且通常 Node.js 中的库是使用非阻塞范例编写的，这使得阻塞行为成为例外而不是常态。

来源：node.js 简介

具体我没能理解：

[...]Node.js 在其标准库中提供了一组异步 I/O 原语，可防止 JavaScript 代码阻塞 [...]

这是否仅仅意味着它具有内置功能，可以提供异步工作的功能？如果不是，那么这些异步 I/O 原语集是什么？如果有人可以为我提供一些链接以更好地理解或开始使用 Node.js，那就太好了。

PS：我有 Nodejs 的实践经验，我了解它的代码如何工作，但不明白它为什么会工作，所以我想了解它的理论部分，这样我就可以了解后台实际发生的事情。

Answer 1

这是否仅仅意味着它具有内置功能，可以提供异步工作的功能？

是的，基本上就是这个意思。

在“传统”每个连接一个线程^*模型中，您接受一个连接，然后将该请求的处理交给一个线程（无论是新启动的线程还是来自池，实际上并没有太大变化）并执行以下操作：与该线程上的该连接相关的所有工作，包括发送响应。

这可以通过同步/阻塞 I/O 轻松完成：有一个read简单返回读取字节的方法和一个write阻塞直到写入完成的方法。

然而，这确实意味着处理该请求的线程不能执行任何其他操作，并且您需要许多线程才能处理许多并发连接/请求。由于 I/O 操作需要相对较长的时间（以内存访问和计算的速度来衡量），这意味着大多数线程将在大部分时间等待一个或另一个 I/O 操作。

拥有异步 I/O 和基于事件的核心架构意味着，当启动 I/O 操作时，CPU 可以立即继续处理下一步需要执行的任何操作，这可能与完全不同的请求相关。

因此，可以在单个线程上处理更多请求。

“原语”仅意味着基本 I/O 操作（例如往返网络连接或文件的“读取字节”和“写入字节”）作为异步操作提供，并且需要在这些操作之上构建更高级别的操作（同样）以异步方式，保持优势）。

顺便说一句：许多其他编程环境要么很早就拥有异步 I/O API，要么是最近几年才获得的。Node.js 与众不同的一件事是它是默认选项：如果您从套接字或文件读取，那么异步执行就是“正常”的，而阻塞调用是一个很大的例外。这意味着围绕 Node.js 的整个生态系统（即几乎所有第三方库）都遵循这一假设，并且也以相同的方式编写。

因此，虽然 Java 具有异步 I/O，但一旦您使用任何仅支持阻塞 I/O 的 I/O 相关库，您就会失去该优势。

^{* 假设每个连接都包含一个请求，我在此答案中可互换地使用连接/请求。如今，这种假设通常是错误的（最常见的协议允许在单个连接中存在多个请求/响应对），但是在单个连接上处理多个请求并不会从根本上改变这个答案。}

Answer 2

这意味着 Node js 不会因输入/输出操作而停止。假设您需要执行某些任务并且它有一些阻塞条件，例如，如果按下空格键，则执行此操作，或者在未按下 esc 键时继续接受输入，因为节点 js 是单线程的，这将停止所有操作，并且它将专注于执行操作阻塞条件作业直到其完成为止，异步将允许应用程序在执行一项任务时不会停止其他任务，它会执行其他任务，直到任务完成，这就是为什么我们在处理数据时使用 wait 从 Node js 异步函数中的 Promise 中获取值然后指针将到达await行所在的行并从中获取值或处理信息。