nodejs的核心之一就是非阻塞的异步IO，于是想知道它是怎么实现的，挖了下nodejs源码，找到些答案，在此跟大家分享下。首先，我用了一段js代码test-fs-read.js做测试，代码如下： <br/><pre escaped=“true” lang=“javascript” line=“1”>var path = require(‘path’), <br/>fs = require(‘fs’), <br/>filepath = path.join(__dirname, ‘experiment.log’), <br/>fd = fs.openSync(filepath, ‘r’); <br/> <br/>fs.read(fd, 1210241024, 0, ‘utf-8’, function(err, str, bytesRead) { <br/> console.log(’[main thread] execute read callback’); <br/>}); <br/>console.log(’[main thread] execute operation after read’); <br/></pre> <br/>这段代码的异步IO操作就在fs.read的调用上，读取的experiment.log是一个12M的文本文件，所谓的异步，大家大概能想得到运行时会先打印 <br/>[main thread] execute operation after read <br/>然后打印回调函数中的 <br/>[main thread] execute read callback <br/> <br/>但大家也许还听说过，nodejs是单线程的，那又是怎么实现异步IO的呢？读文件操作是在哪里执行的呢？读完又是怎么调用回调函数的呢？猜想读文件可能是在另一个线程中完成的，读完后通过事件通知nodejs执行回调。为了一探究竟，debug了一把nodejs和libeio源码，重新编译后，运行测试代码node test-fs-read.js，输出如下： <br/> <br/><a href=“http://static.data.taobaocdn.com/up/nodeclub/2011/01/eio1.jpg”><img class=“alignnone size-medium wp-image-255” src=“http://static.data.taobaocdn.com/up/nodeclub/2011/01/eio1-300x236.jpg” alt="" width=“300” height=“236” /></a> <br/> <br/>可以看到，nodejs的IO操作是通过调用libeio库完成的，debug从fs.read开始，js代码经过v8编译后，fs.read会调用node_file.cc中的Read方法，测试代码的运行经历了以下步骤： <br/> <br/>1 node_file.cc中的Read方法调用libeio（eio.c）的eio_read， read请求被放入请求队列req_queue中。 <br/> <br/>2 主线程创建了1个eio线程，此时主线程的read调用返回。 <br/> <br/>3 eio线程从req_queue中取出1个请求，开始执行read IO <br/> <br/>4 主线程继续执行read调用后的其它操作。 <br/> <br/>5 主线程poll eio，从响应队列res_queue取已经完成的请求，此时res_queue为空，主线程stop poll <br/> <br/>6 eio线程完成了read IO，read请求被放入响应队列res_queue中，并且向主线程发送libev事件want_poll（通过主线程初始化eio时提供的回调函数）。 <br/> <br/>7 eio线程从req_queue中取下一个请求，此时已经没有请求。 <br/> <br/>8 主线程响应want_poll事件，从res_queue中取出1个请求，取出请求后res_queue变为空，主线程发送done_poll事件。 <br/> <br/>9 主线程执行请求的callback函数。 <br/> <br/>还需要说明的是，当同时有多个IO请求时，主线程会创建多个eio线程，以提高IO请求的处理速度。 <br/>为了更清晰的看到nodejs的IO执行过程，图示如下，序号仅用来标示流程，与上述步骤序号并无对应关系。 <br/> <br/><a href=“http://static.data.taobaocdn.com/up/nodeclub/2011/01/nodejs_eio.jpg”><img class=“alignnone size-full wp-image-263” src=“http://static.data.taobaocdn.com/up/nodeclub/2011/01/nodejs_eio.jpg” alt="" width=“506” height=“398” /></a> <br/> <br/>最后总结几条，不当之处还请大家指正。 <br/> <br/>1 nodejs通过libev事件得到IO执行状态，而不是轮询，提高了CPU利用率。 <a href=“http://code.google.com/p/v8/”> <br/></a> <br/> <br/>2 虽然nodejs是单线程的，但它的IO操作是多线程的，多个IO请求会创建多个libeio线程（最多4个），使通常情况的IO操作性能得到提高。 <br/> <br/>3 但是当IO操作情况比较复杂的时候，有可能造成线程竞争状态，导致IO性能降低；而且libeio最多创建4个线程，当同时有大量IO请求时，实际性能有待测量。另外，由于每个IO请求对应一个libeio的数据结构，当同时有大量IO操作驻留在系统中时候，会增加内存开销。 <br/> <br/>4 Libeio为了实现异步IO功能，带来了额外的管理，当IO数据量比较小的时候，整体性能不一定比同步IO好。