一、什么是”异步非阻塞式”?

这个名字听起来很恶心难懂,但如果以 买内裤 这件事情来比喻执行程序的话就很容易理解“异步非阻塞式”的涵义了。

例如你是一个CPU的线程,你需要去执行一段 买内裤的程序, 你所需执行的步骤大致如下,

到一个商店里问老板, 你们店里还有没有nb牌内裤? 买到内裤,穿上 去小卖店买点火腿回家喂狗

这时候,你作为一个线程,你可能会遇到几种状况或选择。

店里面没货了,老板一直不答应你(阻塞你),你也一直等着(同步),第三天有货了才告诉你有了,你赶紧拿到穿上,再去买火腿 – [同步阻塞模式] 老板马上告诉你“没货了”(不阻塞你),然后你每天去店里问一声,直到有货了赶紧穿上,再去买东西喂狗 – [同步非阻塞] 你让老板有货了打电话叫你过来取,老板说“好的”(非阻塞),然后你就先去买东西喂狗了,过了两天老板叫你过去,你才拿到内裤并穿上 – [异步非阻塞] 你让老板有货了打电话叫你过来取, 老板又没答应你(阻塞), 然后你本来打算去先去买火腿的(异步),这时候也没法去了。 – [异步阻塞]

很明显,第三种方法是最聪明,前两种方法都略显效率低下。所以根据我们的理解,

同步或非同步,表明着是否需要将整个流程顺序地完成

阻塞或非阻塞,意味着你调用的函数会不会立刻告诉你结果

二、在js中的阻塞与同异步

你有一个函数和一段程序。

2.1 js中的同步阻塞

// 这是一个阻塞式函数, 将一个文件复制到另一个文件上
function copyBigFile(afile, bfile){
    var result = copyFileSync(afile,bfile);
    return result;
}

调用这个”copyBigFile()”函数,将一个大文件复制到另一个文件上,将耗时1小时。意味着这个函数的将在一个小时之后返回。

//这是一段程序
console.log("start copying ... ");    
var a = copyBigFile('A.txt', 'B.txt');  //这行程序将耗时1小时
console.log("Finished");   // 这行程序将在一小时后执行
console.log("处理一下别的事情");  // 这行程序将在一小时后执行
console.log("Hello World, 整个程序已加载完毕,请享用"); // 这行程序将在一小时后执行

以上的程序就是一个同步阻塞的例子,因为copyFileSync函数返回值的过程需要漫长的时间,所以线程也无法继续执行下去,只能等待。

2.2 js中的同步非阻塞

// 这是一个非阻塞式函数
// 如果复制已完成,则返回 true, 如果未完成则返回 false
function copyBigFile(afile,bfile){
    var copying = copyFileAsync(afile, bfile);
    var isFinished = !copying;
    return !isFinished; 
}

调用这个函数将立刻返回结果,然后你的程序就可以写成

console.log("start copying ... ");    
while( a = copyBigFile('A.txt', 'B.txt')){
  console.log("在这之间还可以处理别的事情");
} ;  
console.log("Finished");   // 这行程序将在一小时后执行
console.log("Hello World, 整个程序已加载完毕,请享用"); // 这行程序将在一小时后执行

一个非阻塞式的函数,给你的带来了更多的便利,你可以在长IO操作的同时,写点其他的程序,提高效率。执行结果如下

start copying ...
在这之间还可以处理别的事情
在这之间还可以处理别的事情
在这之间还可以处理别的事情
...
Finished
Hello World, 整个程序已加载完毕,请享用

2.3 js中的异步非阻塞

我们看到,一个非阻塞式的函数能给我们编程带来许多灵活性,我们喜欢非阻塞式的函数。
但是,又可以看到同步的程序需要在一个循环中轮询结果,循环里面的程序会被执行好多遍,所以并不好控制来写一些正常的程序,很难再利用起来。
所以我们需要一种更为合理的方式对非阻塞式的函数进行利用。
也就是我不会主动地去询问结果,而是当你有了结果的时候再来通知我。
// 这是一个非阻塞式函数
// 如果复制已完成,则返回 true, 如果未完成则返回 false

//非阻塞式的有异步通知能力的函数
//以下不需要看懂,只用知道这个函数会在完成copy操作之后,执行success
function copyBigFile(afile,bfile, callback){
    var copying = copyFileAsync(afile, bfile, function(){ callback();});
    var isFinished = !copying;
    return !isFinished; 
}

这个函数不同于上一个同步非阻塞函数的地方在于,它具有通知功能,也就是说,它能够在完成操作之后主动地通知程序,“我完成了”。于是有程序如下,

console.log("start copying ... ");    
copyBigFile("A.txt","B.txt", function(){
          console.log("Finished");   //一个小时后被执行
          console.log("Hello World, 整个程序已加载完毕,请享用"); //一个小时后被执行
          })
console.log("干别的事情"); 
console.log("做一些别的处理"); 

程序在调用copyBigFile函数之后,可以立即获得返回值,线程没有被阻塞住,于是还可以去干些别的事情,然后当copyBigFile完成之后,会执行指定的函数。所以程序的输出应为,

start copying ...
干别的事情
做一些别的处理
Finished
Hello World, 整个程序已加载完毕,请享用

在这种情况下,程序更容易控制,流程更为清晰。一些“别的事情”可以在函数还未通知之前进行处理,充分地提高了线程的利用效率。

三、提升

在以上的程序中,我们的程序需要拷贝一个巨大的文件。其实拷贝文件这个过程是留给的IO调用进行完成的,而我们的线程并不需要去处理拷贝的细节。
所以通过非阻塞式的函数,我们能够 有可能 利用线程资源去干一下别的事情。
而通过异步调用方式,能使得程序流程 更容易控制,更有效率地利用线程资源。

而js是通过传递函数实现异步的。(还有可以通过promise的方式来实现异步…)