Node.js官方文档：到底什么是阻塞(Blocking)与非阻塞(Non-Blocking)？

译者按： node.js文档阅读系列之一。

• 原文: overview of blocking vs non-blocking
• 译者: fundebug

为了保证可读性，本文采用意译而非直译。

这篇博客将介绍node.js的阻塞(blocking)与非阻塞(non-blocking)。我会提到event loop与libuv，但是不了解它们也不会影响阅读。读者只需要有一定的javascript基础，理解node.js的回调函数()就可以了。

博客中提到了很多次i/o，它主要指的是使用与系统的磁盘与网络进行交互。

阻塞（blocking）

阻塞指的是一部分node.js代码需要等到一些非node.js代码执行完成之后才能继续执行。这是因为当阻塞发生时，event loop无法继续执行。

对于node.js来说，由于cpu密集的操作导致代码性能很差时，不能称为阻塞。当需要等待非node.js代码执行时，才能称为阻塞。node.js中依赖于libuv的同步方法(以sync结尾)导致阻塞，是最常见的情况。当然，一些不依赖于libuv的原生node.js方法有些也能导致阻塞。

node.js中所有与i/o相关的方法都提供了异步版本，它们是非阻塞的，可以指定回调函数，例如fs.readfile。其中一些方法也有对应的阻塞版本，它们的函数名以sync结尾，例如fs.readfilesync。

代码示例

阻塞的方法是同步执行的，而非阻塞的方法是异步执行。

以读文件为例，下面是同步执行的代码：

const fs = require('fs');
const data = fs.readfilesync('/file.md'); // 文件读取完成之前，代码会阻塞，不会执行后面的代码
console.log("hello, fundebug!"); // 文件读取完成之后才会打印

对应的异步代码如下：

const fs = require('fs');
fs.readfile('/file.md', (err, data) => {
  if (err) throw err;
}); // 代码不会因为读文件阻塞，会继续执行后面的代码
console.log("hello, fundebug!"); // 文件读完之前就会打印

第一个示例代码看起来要简单很多，但是它的缺点是会阻塞代码执行，后面的代码需要等到整个文件读取完成之后才能继续执行。

在同步代码中，如果读取文件出错了，则错误需要使用try...catch处理，否则进程会崩溃。对于异步代码，是否处理回调函数的错误则取决于开发者。

我们可以将示例代码稍微修改一下，下面是同步代码：

const fs = require('fs');
const data = fs.readfilesync('/file.md'); 
console.log(data);
morework(); // console.log之后再执行

异步代码如下：

const fs = require('fs');
fs.readfile('/file.md', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});
morework(); // 先于console.log执行

在第一个示例中，console.log将会先于morework()执行。在第二个示例中，由于fs.readfile()是非阻塞的，代码可以继续执行，因此morework()会先于console.log执行。

morework()不用等待读取整个文件，可以继续执行，这是node.js可以增加吞吐量的关键。

并发与吞吐量

node.js中js代码执行是单线程的，因此并发指的是event loop可以在执行其他代码之后再去执行回调函数。如果希望代码可以并发执行，则所有非javascript代码比如i/o执行时，必须保证event loop继续运行。

举个例子，假设web服务器的每个请求需要50ms完成，其中45ms是数据库的i/o操作。如果使用非阻塞的异步方式执行数据库i/o的话，则可以节省45ms来处理其他请求，这可以极大地提高系统的吞吐量。

event loop这种方式与其他许多语言都不一样，通常它们会创建新的线程来处理并发。

混用阻塞与非阻塞代码会出问题

当我们处理i/o时，应该避免以下代码：

const fs = require('fs');
fs.readfile('/file.md', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});
fs.unlinksync('/file.md');

上面的示例中，fs.unlinksync()很可能在fs.readfile()之前执行，也就是说，我们在读取file.md之前，这个文件就已经被删掉了。

为了避免这种情况，我们应该是要非阻塞方式，来保证它们按照正确的顺序执行。

const fs = require('fs');
fs.readfile('/file.md', (readfileerr, data) => {
  if (readfileerr) throw readfileerr;
  console.log(data);
  fs.unlink('/file.md', (unlinkerr) => {
    if (unlinkerr) throw unlinkerr;
  });
});

上面的示例中，我们把非阻塞的fs.unlink()放在fs.readfile()的回调函数中。

参考

• about node.js

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