IO 概述
IO 在計算機中指 Input/Output，也就是輸入和輸出。
程序運行時需要獲取數據在內存操作，而程序的執行由 CPU 這個超快的計算核心來負責，涉及到數據讀寫的通常是磁盤、網絡等。
1）網絡操作
網絡操作中，比如你打開瀏覽器訪問新浪首頁，瀏覽器這個程序就需要通過網絡 IO 獲取新浪的網頁。
瀏覽器首先會發送數據給新浪服務器，告訴它我想要首頁的 HTML，這個動作是往外發數據，叫 Output；隨後新浪服務器把網頁發過來，這個動作是從外面接收數據，叫 Input。
2）文件操作（磁盤操作）
文件操作中，比如，從磁盤讀取文件到內存，就只有 Input 操作，反過來，把數據寫到磁盤文件裏，就只是一個 Output 操作。
同步 IO 與異步 IO
由於 CPU 和內存的速度遠遠高於其他存儲介質的速度，所以，在 IO 編程中，就存在速度嚴重不匹配的問題。
舉個例子來說，比如要把 100M 的數據寫入磁盤，CPU 輸出 100M 的數據只需要 0.01 秒，可是磁盤要接收這 100M 數據可能需要 10 秒。
怎麼辦呢？
有兩種辦法：
- 第一種是 CPU 等着，也就是程序暫停執行後續代碼（阻塞），等 100M 的數據在 10 秒後寫入磁盤，再接着往下執行，這種模式稱爲同步 IO；
- 另一種方法是 CPU 不等待，只是告訴磁盤，“您老慢慢寫，不着急，我接着幹別的事去了”，於是，後續代碼可以立刻接着執行，這種模式稱爲異步 IO。
同步和異步的區別就在於是否等待 IO 執行的結果。
好比你去麥當勞點餐，你說“來個漢堡”，服務員告訴你，對不起，漢堡要現做，需要等 5 分鐘，於是你站在收銀臺前面等了 5 分鐘，拿到漢堡再去逛商場，這是同步 IO。
你說“來個漢堡”，服務員告訴你，漢堡需要等 5 分鐘，你可以先去逛商場，等做好了，我們再通知你，這樣你可以立刻去幹別的事情（逛商場），這是異步 IO。
同步 IO 要想提高系統系統吞吐量，可以使用多線程編程，因爲一個線程阻塞時還有其他線程在工作，多線程可以讓 CPU 資源不被阻塞中的線程浪費，多線程帶來的好處僅僅是在多核 CPU 的情況下利用更多的核；
異步 IO，線程不會被 I/O 阻塞，永遠在利用 CPU，I/O 以事件的方式通知。同步IO和異步IO比較：
| 同步式 I/O（阻塞式） | 異步式 I/O（非阻塞式） |
| 利用多線程提供吞吐量 | 單線程即可實現高吞吐量 |
| 通過事件片分割和線程調度利用多核CPU | 通過功能劃分利用多核CPU |
| 需要由操作系統調度多線程使用多核 CPU | 可以將單進程綁定到單核 CPU |
| 難以充分利用 CPU 資源 | 可以充分利用 CPU 資源 |
| 數據局部性弱 | 數據局部性強 |
| 符合線性的編程思維 | 不符合傳統編程思維 |
事件驅動
1）事件驅動模型
大部分的前端編程都是事件驅動模型，如頁面元素會提供 onClick 事件，這個事件就代表鼠標按下事件。
事件驅動模型大致思路：
- 有一個事件(消息)隊列；
- 鼠標按下時，往這個隊列中增加一個點擊事件(消息)；
- 有個循環，不斷從隊列取出事件，根據不同的事件，調用綁定在這些事件的函數。
事件驅動編程是一種編程範式，這裏程序的執行流由外部事件來決定。
它的特點是包含一個事件循環，當外部事件發生時使用回調機制來觸發相應的處理。
另外兩種常見的編程範式是(單線程)同步以及多線程編程（編程複雜，因爲這類程序不得不通過線程同步機制如鎖、可重入函數、線程局部存儲或者其他機制來處理線程安全問題，如果實現不當就會導致出現微妙且令人痛不欲生的 bug）。
2）Node.js 中的異步 IO 與事件驅動
Node.js 使用了單線程、非阻塞（異步IO）的事件編程模式。
好處是避免多線程的開銷及多線程編程的難度，壞處是不符合人們一般的程序設計思維，容易讓控制流變得晦澀難懂，給編碼和調試都帶來不小的困難。
代碼舉例：
const fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', 'utf-8', function(err, data) { // 基於回調函數的異步 IO
if (err) {
console.error(err);
} else {
console.log(data);
}
});
console.log('end');
const fs = require('fs');
var data = fs.readFileSync('file.txt', 'utf-8'); // 同步異步 IO
console.log(data);
console.log('end');
注意：Node.js 中，並不是所有的 API 都提供了同步和異步版本。Node.js 不鼓勵使用同步 I/O。