Node.js文件的异步和同步读写 - 何时使用哪种？

Question

这是一个非常普遍的问题，但我不太理解。在什么情况下我会更喜欢其中的一种呢？我似乎不明白可能会出现的情况，哪一种会更有利。是否存在强烈的理由避免使用x / 使用x？

- George Welder

---

同样的一般性答案是：任何同步操作都会阻塞其他所有操作。一个不太一般的例子是：如果你有一个 Web 服务器并且同步读取一个文件，那么在该文件被读取之前，没有请求将被处理。因此：除了启动时的一次性事情外，避免阻塞，并尤其避免在 I/O 上阻塞，因为它需要很长时间，而且有时是不可预测的。 - Ry-

非常感谢，这使得问题更加清晰了，例如Web服务器和传入请求的示例。我之前考虑过使用带有Node.js的Electron应用程序，它只是读取文件，但我真的不明白这会有什么区别，如果我的软件确实只需要等待该文件加载。非常感谢。 - George Welder

@GeorgeWelder：啊，Electron。我已经在我的答案中添加了一条注释来尝试解决那个问题，但是很遗憾我对Electron的了解很少。 - T.J. Crowder

Answer 1

在一个旨在扩展并为许多用户提供服务的服务器中，仅在服务器初始化期间使用同步I/O。实际上，`require()`本身就使用同步I/O。在服务器已经运行并处理传入请求的所有其他部分中，您仅会使用异步I/O。

除了创建服务器之外，node.js还有其他用途。例如，假设您想创建一个脚本，该脚本将解析巨大的文件并查找特定的词或短语。此脚本是设计为自己运行以处理一个文件，并且它没有持久化服务器功能，并且没有特定原因要同时从多个来源进行I/O。在这种情况下，可以完全使用同步I/O。例如，我创建了一个node.js脚本，帮助我年龄备份文件（删除满足某些特定年龄标准的备份文件），我的计算机每天自动运行该脚本。对于这种类型的用途，没有理由使用异步I/O，因此我使用了同步I/O，这使得代码更简单。

请避免在服务器的请求处理程序中使用同步I/O。由于node.js中Javascript的单线程性质，使用同步I/O会阻塞node.js Javascript线程，因此它只能一次执行一项任务（对于多用户服务器来说是致命的），而异步I/O不会阻塞node.js Javascript线程（使其潜在地满足许多用户的需求）。

在非多用户情况下（仅为一位用户执行一项任务的代码），可能会更喜欢同步I/O，因为编写代码更容易，而且使用异步I/O可能没有任何优势。

如果这是一个单用户应用程序，并且在等待文件读入内存时没有其他要执行的任务（没有要响应的套接字，没有屏幕更新，没有其他请求要处理，并行运行的其他文件操作），那么使用异步I/O没有优势，因此同步I/O将很好并且可能更简单。

- jfriend00

Answer 2

什么情况下应该选择其中一个而不是另一个？

除非在等待 I/O 期间没有其他任务需要执行，否则请使用非 Sync 版本（即 async 版本）。如果确实如此，请参见下文了解详情...

避免 x / 使用 x 的强烈理由是什么？

是的。NodeJS 在单个线程上运行 JavaScript 代码。如果您使用 I/O 函数的 Sync 版本，则该线程将被阻塞等待 I/O，并且无法执行任何其他操作。如果使用异步版本，则 I/O 可以在后台继续进行，而 JavaScript 线程可以继续执行其他工作；I/O 完成将作为作业排队，供 JavaScript 线程稍后返回。

如果您正在运行一个前台 Node 应用程序，而在等待 I/O 期间不需要执行任何其他操作，则可能可以使用 Sync 调用。但是，如果要使用 Node 处理多个事物（例如 Web 请求），最好使用异步版本。

在您在问题下添加的评论中，您已经说：

我考虑使用Node.js编写一个Electron应用程序，它只是读取一个文件，但我不明白这会有什么区别，因为我的软件无论如何都必须等待该文件加载。
我几乎没有关于Electron的了解，但我注意到它使用一个“主”进程来管理窗口，然后每个窗口都有一个“渲染”进程（link）。在这种情况下，使用Sync函数将阻塞相关进程，这可能会影响应用程序或窗口的响应能力。但我对Electron没有深入的了解（真可惜）。

---

直到最近，使用异步函数意味着使用大量回调密集型代码，这些代码很难组合。

// (Obviously this is just an example, you wouldn't actually read and write a file this way, you'd use streaming...)
fs.readFile("file1.txt", function(err, data) {
    if (err) {
        // Do something about the error...
    } else {
        fs.writeFile("file2.txt", data, function(err) {
            if (err) {
                // Do something about the error...
            } else {
                // All good
        });
    }
});

然后出现了 Promise，如果您使用操作的 promisified* 版本（在此示例中使用假名，如 fs.promisifiedXYZ），它仍涉及回调，但它们更具可组合性：

// (See earlier caveat, just an example)
fs.promisifiedReadFile("file1.txt")
.then(function(data) {
    return fs.promisifiedWriteFile("file2.txt", data);
})
.then(function() {
    // All good
})
.catch(function(err) {
    // Do something about the error...
});

现在，在Node的最新版本中，您可以使用ES2017+的async/await语法来编写看起来同步的代码，实际上是异步的：

// (See earlier caveat, just an example)
(async () => {
    try {
        const data = await fs.promisifiedReadFile("file1.txt");
        fs.promisifiedWriteFile("file2.txt", data);
        // All good
    } catch (err) {
        // Do something about the error...
    }
})();

---

Node的API先于Promise并有其自己的约定。有各种库可帮助您将一个Node风格的回调API“promisify”，以便它使用Promise。其中之一是 promisify ，但还有其他库。

- T.J. Crowder