IO 概述
IO 在计算机中指 Input/Output，也就是输入和输出。
程序运行时需要获取数据在内存操作，而程序的执行由 CPU 这个超快的计算核心来负责，涉及到数据读写的通常是磁盘、网络等。
1）网络操作
网络操作中，比如你打开浏览器访问新浪首页，浏览器这个程序就需要通过网络 IO 获取新浪的网页。
浏览器首先会发送数据给新浪服务器，告诉它我想要首页的 HTML，这个动作是往外发数据，叫 Output；随后新浪服务器把网页发过来，这个动作是从外面接收数据，叫 Input。
2）文件操作（磁盘操作）
文件操作中，比如，从磁盘读取文件到内存，就只有 Input 操作，反过来，把数据写到磁盘文件里，就只是一个 Output 操作。
同步 IO 与异步 IO
由于 CPU 和内存的速度远远高于其他存储介质的速度，所以，在 IO 编程中，就存在速度严重不匹配的问题。
举个例子来说，比如要把 100M 的数据写入磁盘，CPU 输出 100M 的数据只需要 0.01 秒，可是磁盘要接收这 100M 数据可能需要 10 秒。
怎么办呢？
有两种办法：
- 第一种是 CPU 等着，也就是程序暂停执行后续代码（阻塞），等 100M 的数据在 10 秒后写入磁盘，再接着往下执行，这种模式称为同步 IO；
- 另一种方法是 CPU 不等待，只是告诉磁盘，“您老慢慢写，不着急，我接着干别的事去了”，于是，后续代码可以立刻接着执行，这种模式称为异步 IO。
同步和异步的区别就在于是否等待 IO 执行的结果。
好比你去麦当劳点餐，你说“来个汉堡”，服务员告诉你，对不起，汉堡要现做，需要等 5 分钟，于是你站在收银台前面等了 5 分钟，拿到汉堡再去逛商场，这是同步 IO。
你说“来个汉堡”，服务员告诉你，汉堡需要等 5 分钟，你可以先去逛商场，等做好了，我们再通知你，这样你可以立刻去干别的事情（逛商场），这是异步 IO。
同步 IO 要想提高系统系统吞吐量，可以使用多线程编程，因为一个线程阻塞时还有其他线程在工作，多线程可以让 CPU 资源不被阻塞中的线程浪费，多线程带来的好处仅仅是在多核 CPU 的情况下利用更多的核；
异步 IO，线程不会被 I/O 阻塞，永远在利用 CPU，I/O 以事件的方式通知。同步IO和异步IO比较：
| 同步式 I/O（阻塞式） | 异步式 I/O（非阻塞式） |
| 利用多线程提供吞吐量 | 单线程即可实现高吞吐量 |
| 通过事件片分割和线程调度利用多核CPU | 通过功能划分利用多核CPU |
| 需要由操作系统调度多线程使用多核 CPU | 可以将单进程绑定到单核 CPU |
| 难以充分利用 CPU 资源 | 可以充分利用 CPU 资源 |
| 数据局部性弱 | 数据局部性强 |
| 符合线性的编程思维 | 不符合传统编程思维 |
事件驱动
1）事件驱动模型
大部分的前端编程都是事件驱动模型，如页面元素会提供 onClick 事件，这个事件就代表鼠标按下事件。
事件驱动模型大致思路：
- 有一个事件(消息)队列；
- 鼠标按下时，往这个队列中增加一个点击事件(消息)；
- 有个循环，不断从队列取出事件，根据不同的事件，调用绑定在这些事件的函数。
事件驱动编程是一种编程范式，这里程序的执行流由外部事件来决定。
它的特点是包含一个事件循环，当外部事件发生时使用回调机制来触发相应的处理。
另外两种常见的编程范式是(单线程)同步以及多线程编程（编程复杂，因为这类程序不得不通过线程同步机制如锁、可重入函数、线程局部存储或者其他机制来处理线程安全问题，如果实现不当就会导致出现微妙且令人痛不欲生的 bug）。
2）Node.js 中的异步 IO 与事件驱动
Node.js 使用了单线程、非阻塞（异步IO）的事件编程模式。
好处是避免多线程的开销及多线程编程的难度，坏处是不符合人们一般的程序设计思维，容易让控制流变得晦涩难懂，给编码和调试都带来不小的困难。
代码举例：
const fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', 'utf-8', function(err, data) { // 基于回调函数的异步 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'); // 同步异步 IO
console.log(data);
console.log('end');
注意：Node.js 中，并不是所有的 API 都提供了同步和异步版本。Node.js 不鼓励使用同步 I/O。