Nodejs定义
Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient.
什么是IO
IO（Input & Output），顾名思义，输入输出即是IO。磁盘，网络，鼠标，键盘等都算IO；而大家通常说的IO，大部分指磁盘和网络的数据操作。
对于磁盘，IO=读写；对于网络，IO=收发。
Blocking I/O，从一个作业说起
学习C语言时，有个作业，大意是写一个server程序和client程序，实现TCP/UDP通信。看起来代码如下：
Client端
int ClientSend(SOCKET s, char* msg)
{
char buf[BUF_SIZE] = {0};
if (s && msg)
{
int len = send(s, msg, strlen(msg), 0);
if (len > 0)
{
println("Client send OK!");
len = recv(s, buf, BUF_SIZE);
if (len > 0)
{
println("Client receive: %s", buf);
}
// else socket recv error
}
// else socket send error
}
// else
}
int main(char* argc, char* argv[])
{
// 初始化socket
SOCKET s = InitSocket();
if (s != -1)
{
ClientSend(s, "Hi, I am Client");
}
// else socket init error
return 0;
}
Server端
int main(char* argc, char* argv[])
{
char buf[BUF_SIZE] = {0};
const char* msg = "Roger that, I am Server";
// 初始化socket，略
SOCKET s = InitSocket();
SOCKET cs;
sockaddr_in addr;
int nAddrLen = sizeof(addr);
while ((cs = accept(s, &addr, &nAddrLen)) != -1)
{
int len = recv(cs, buf, BUF_SIZE, 0);
if (len > 0)
{
len = send(cs, msg, strlen(msg), 0);
if (len > 0)
{
println("Serve one client");
}
// else socket send error
}
}
return 0;
}
在这个例子中，如果一个Client通信没有结束，其它的Client是无法和Server通信的。原因就是代码里面使用的是Blocking I/O，即同步IO。因为在代码中的recv或者send，都会阻塞住当前代码的执行。单靠这种模型，是无法实现一个完善的服务器的。
Blocking I/O，多线程（多进程）
为了让Server能服务更多的Client，基于Blocking I/O，可以采用多线程（进程）来处理，实现1对多的服务。
Server端
int ThreadProc(void* pParam)
{
char buf[BUF_SIZE] = {0};
const char* msg = "Roger that, I am Server";
if (pParam)
{
int len = recv(cs, buf, BUF_SIZE, 0);
if (len > 0)
{
len = send(cs, msg, strlen(msg), 0);
if (len > 0)
{
println("Serve one client");
}
// else socket send error
}
// else socket recv error
}
// else param error
return 0;
}
int main(char* argc, char* argv[])
{
// 初始化socket，略
SOCKET s = InitSocket();
SOCKET cs;
sockaddr_in addr;
int nAddrLen = sizeof(addr);
while ((cs = accept(s, &addr, &nAddrLen)) != -1)
{
int pThread = CreateThread(NULL, 0, ThreadProc, cs);
// serve on client
}
return 0;
}
这样的方案，的确能同时处理多个Client请求，实现并发。但由于创建线程的成本很高（需要分配内存，调度CPU等），受Server硬件条件的限制，这种方案不能服务很多Client，即服务器性能很低下。
另外，如果把ThreadProc里面的代码增加逻辑：
// recive data from buf
setenv(buf);
CreateProcess(NULL, 0 ...);
// parse env in child process
这就是一个简单的CGI模型了。
在一些简单的http服务器代码中，见到过这样的模型。（比如一些嵌入式系统服务器）。
Non-blocking I/O，你完事儿没有？
因为Blocking I/O的特点，所以系统提供了另外的方法，Non-blocking I/O，即调用send，recv等接口时，不会阻塞线程，但调用者需要自己去轮训IO的状态来判定操作；就像一个监工不停的问工人，你完事儿没有。
int main(char * argc, char * argv[])
{
// 初始化socket，略
SOCKET s = InitSocket();
SOCKET cs;
sockaddr_in addr;
int fd;
int nAddrLen = sizeof(addr);
SetNonblocking(s);
while (running)
{
int ret = select(FD_SETSIZE, ...);
if (ret == -1) break;
if (ret == 0) continue;
for (fd = 0; fd < FD_SETSIZE; fd++)
{
if (FD_ISSET(fd, ...)
{
// 有新的client进来
if (fd == s)
{
cs = accept(s, & addr, & nAddrLen, 0);
FD_SET(cs, ...);
}
else // cs中的一个里面有变化
{
ioctl(fd, FIONREAD, & nread);
// 处理完毕
if (nread == 0)
{
close(fd);
FD_CLR(fd, ...);
}
else
{
// 处理Client逻辑，这里可能会创建线程。
......
}
}
}
// serve on client
}
}
return 0;
}
在这种模型中，while和for循环不停的检查fd_set的状态，并做相应的处理，类似Apache的解决方案。
但是，这个模型里面还有一个block，就是select，当有fd发生变化时，select才会返回。
还有，select中的FD_SETSIZE有限制（一般是2048），就表明单进程还是不能支持更大量级的并发。Apache采用多进程的方式来解决这个问题。
后期有了epoll，这个限制放的更宽，很多http服务器是用epoll来实现的（Nginx）。
epoll主要有两个优点：
基于事件的就绪通知方式 ，select/poll方式，进程只有在调用一定的方法后，内核才会对所有监视的文件描述符进行扫描，而epoll事件通过epoll_ctl()注册一个文件描述符，一旦某个文件描述符就绪时，内核会采用类似call back的回调机制，迅速激活这个文件描述符，epoll_wait()便会得到通知。
调用一次epoll_wait()获得就绪文件描述符时，返回的并不是实际的描述符，而是一个代表就绪描述符数量的值，拿到这些值去epoll指定的一个数组中依次取得相应数量的文件描述符即可，这里使用内存映射（mmap）技术， 避免了复制大量文件描述符带来的开销。
Nodejs，也采用了和Nginx类似的思路，可以再深入了解下libuv。
Asynchronous I/O
有些人说Nodejs是Asynchronous I/O，其实不然。Asynchronous I/O是说用户发起read等IO操作后，去做其它的事情了，而系统在完成IO操作后，用signal的方式通知用户完成。目前使用此模型的http服务器有asyncio等。
