面试题：网络编程之Node.js非阻塞I/O操作基础

Question

请阐述Node.js中非阻塞I/O操作相较于阻塞I/O操作的主要优势，并举例说明在一个简单的网络请求场景下，Node.js如何利用非阻塞I/O提升性能。

Answer 1

非阻塞I/O操作相较于阻塞I/O操作的主要优势

1. 高并发处理能力：阻塞I/O在进行I/O操作（如读取文件、网络请求等）时，会暂停当前线程的执行，直到操作完成。这意味着在I/O操作期间，线程无法处理其他任务，严重限制了系统的并发处理能力。而非阻塞I/O不会阻塞线程，线程可以在I/O操作进行的同时，继续执行其他任务，使得系统能够高效地处理多个并发的I/O请求。
2. 资源利用率高：因为非阻塞I/O不会让线程长时间等待I/O操作完成，线程可以在等待I/O的间隙执行其他计算任务，从而提高了CPU等资源的利用率。而阻塞I/O会使线程在I/O等待期间闲置，浪费了CPU资源。
3. 更好的响应性：在处理用户请求等场景下，非阻塞I/O能够快速响应新的请求，不会因为某个I/O操作的延迟而影响整个应用的响应速度，提升了用户体验。

在简单网络请求场景下Node.js利用非阻塞I/O提升性能的示例

以下是使用Node.js内置的http模块发起网络请求的简单示例：

const http = require('http');

const options = {
  hostname: 'example.com',
  port: 80,
  path: '/',
  method: 'GET'
};

const req = http.request(options, (res) => {
  let data = '';
  res.on('data', (chunk) => {
    data += chunk;
  });
  res.on('end', () => {
    console.log('响应数据:', data);
  });
});

req.on('error', (e) => {
  console.error('请求错误:', e.message);
});

req.end();

在这个示例中：

1. http.request方法发起一个网络请求，它是非阻塞的。这意味着在等待服务器响应的过程中，Node.js的事件循环不会被阻塞，主线程可以继续处理其他任务（例如接收新的网络请求等）。
2. 通过为res对象添加data和end事件监听器来处理响应数据。当有数据到来时，data事件触发，将数据片段拼接起来。当响应结束时，end事件触发，处理完整的响应数据。这种基于事件驱动的方式与非阻塞I/O紧密配合，有效提升了网络请求场景下的性能，能够高效处理大量并发的网络请求。