Node.js中的I/O密集是什么意思？

Question

Node.js中的I/O密集是什么意思？

10

我正在学习Node.js，并发现Node.js最适合用于I/O密集型任务，这让我有些困惑。经过一些研究，我找到了这个说法：“读取和/或写入大量数据的应用程序”。那么，这是否意味着Node.js最适合用于数据操作，即读取大量数据、提取必要数据并将其发送回客户端？

- SAM

4个回答

4

首先，大数据与Node.js无关。

I/O密集意味着给定任务通常会等待I/O。最好的例子是文件操作和网络。

如果处理器必须定期等待数据到达，则该任务被视为I/O密集型。

Node.js的异步特性使其非常擅长处理I/O密集型任务，因为它可以在异步等待数据到达时继续执行其他工作。

例如，如果有10个客户端连接到服务器，其中一个客户端请求处理繁重的数据或任务，我的服务器不应该被卡住或等待此任务完成，否则将导致对其他9个客户端的响应时间更长或用户体验差。相反，服务器应该允许其他9个客户端从服务器请求数据或任务，并在各自的任务完成后向客户端发送响应。

PS：您可以学习Node.js中的事件循环。

- Deepak Tatyaji Ahire

3

Node.js擅长于作为客户端和数据源之间的中间层，即输入和输出。它采用非阻塞事件驱动方法，这也是它优秀的原因之一。例如，当您向Node.js应用程序发出请求以从数据库获取某些数据时，Node.js将请求该数据并立即返回其他请求，而不会被数据库请求阻塞。一旦数据库发送回数据，Node.js就会触发回调（或解析承诺）并继续前进。这些输入和输出事件之间没有竞争条件，因为它们的同步是在单线程机制Event Loop中完成的。只有一个事件可以被处理。我们可以将Event Loop想象成游乐园中的单座过山车，有许多人排队等待依次乘坐。您能否参加取决于您排队的时间，您的重要性或朋友是否为您保留了位置，但无论如何，每次只能有一个人参与。

这种非阻塞的事件驱动方法使Node.js能够对输入和输出事件做出高效反应，并处理许多读/写操作，因为它实际上没有进行太多处理，CPU工作量相当低。它只是作为您和数据之间的中间层。

另一方面，如果这些事件会导致某些强烈的CPU操作，Node.js的性能表现会相当差，因为事件循环一次只能处理一个事件。

用上面的过山车比喻，CPU密集型任务就像一个人正在进行非常长的乘坐，而所有其他人都必须等待他们完成。

Node.js的新版本确实获得了一些工具，允许它同时执行多个任务（并行），通过使用workers。这里的诀窍在于每个工作池都有自己的事件循环，这允许应用程序将强烈的工作移入不同的线程，并与应用程序的其余部分并行运行。请注意，只有在运行在具有多个核心的机器上时，这实际上才有帮助。如果您的机器只有一个内核，无论您使用什么工具，情况都很糟糕，因为在单个内核机器上无法真正并行执行任何操作。

- nem035

嗨)) 谢谢您的友善回答，我有一个问题，我想创建一个需要大量CPU操作的项目，如果我像您说的那样自由使用Node.js并使用工作线程来处理CPU密集型工作，这样可以吗？ - SAM

0

在大量 I/O 任务的情况下，绝大多数时间都花费在等待网络、文件系统和可能的数据库 I/O 完成上。提高硬盘速度或网络连接可以改善整体性能。

Node.js 在其最基本的形式中最适合这种类型的计算。Node.js 中的所有 I/O 都是非阻塞的，它允许在等待特定读取或写入完成时服务其他请求。

- Athish Murugan

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- jfriend00 · Accepted Answer

一个Node.js应用程序可以很好地被设计成包含非I/O的内容，并不仅适用于大数据应用程序（事实上，大数据与其毫无关系）。

默认情况下，Node.js的简单实现在应用程序不需要进行CPU密集型操作而是大部分时间都在执行I/O（输入/输出）任务时表现最佳，例如读取/写入数据库、从文件读取/写入、读取/发送网络数据等。这与大数据无关，而是关乎服务器花费大部分时间在做什么。

出人意料的是（对某些人来说），由于web服务器的主要工作是响应通常是数据请求的http请求，因此大多数web服务器花费大部分时间都在获取、读写和发送数据，这些都是I/O任务。在Node.js设计中，所有这些I/O任务以异步的、非阻塞的方式发生，并使用事件来标识这些操作何时完成。这就是描述node.js时“事件驱动设计”这一短语的来源。这正好使得Node.js在处理主要涉及I/O的任务时非常高效。这是一个简单实现的Node.js所擅长的。它通常比纯线程化的服务器设计更好，后者将每个当前正在进行的I/O操作都分配一个操作系统线程（许多服务器框架最初采用的设计）。如果你有 CPU 密集型的任务（大量的计算、图像处理、重度加密操作等），并且这些任务经常执行或者需要很长时间，那么最好将这些任务放在一个工作线程或者另一个进程中，并在 node.js 的主进程和这个工作线程之间进行通信，以完成这些 CPU 密集型的工作。过去，node.js 没有 Worker Threads，因此处理这种任务比较麻烦，通常需要使用一个或多个额外的进程（通过集群或额外的专用进程）来处理这些 CPU 密集型的工作，但现在你可以使用 Worker Threads，这会更加方便。

例如，我有一个服务器任务需要非常复杂的加密操作（执行十亿次加密操作）。如果我把它放在主 Node.js 线程中，这实际上会阻塞事件循环，以至于当这个重度的加密操作运行时，我的服务器无法处理其他请求，这将破坏我的服务器的响应能力。

但是，我成功地将加密工作转移到了一个工作线程（实际上是几个工作线程），然后可以在这些工作线程上快速完成加密操作，而我的主线程仍然活跃，可以及时处理其他不相关的传入请求。