node.js 如何调度异步和同步任务？

当您询问时，您的假设存在错误：

什么表明这段代码应该异步执行而不是同步执行

错误是认为某些代码是异步执行的。这不是真的。

Javascript（包括 node.js）同步执行所有代码。您的代码中没有任何部分是异步执行的。

因此，乍一看，这就是您问题的答案：不存在异步代码执行之类的东西。

等等，什么？

但是所有异步的东西呢？

就像我说的，node.js（和一般的 javascript）同步执行所有代码。然而，javascript 能够异步等待某些事件。没有异步代码执行，但是有异步等待。

代码执行和等待有什么区别？

让我们看一个例子。为了清楚起见，我将使用伪语言中的伪代码来消除 javascript 语法中的任何混淆。假设我们要从文件中读取。这种假语言支持同步和异步等待：

示例 1。同步等待驱动器从文件中返回字节

data = readSync('filename.txt');
// the line above will pause the execution of code until all the
// bytes have been read

例 2。异步等待驱动器从文件中返回字节

// Since it is asynchronous we don't want the read function to 
// pause the execution of code. Therefore we cannot return the
// data. We need a mechanism to accept the returned value.

// However, unlike javascript, this fake language does not support
// first-class functions. You cannot pass functions as arguments
// to other functions. However, like Java and C++ we can pass
// objects to functions

class MyFileReaderHandler inherits FileReaderHandler {
    method callback (data) {
        // process file data in here!
    }
}

myHandler = new MyFileReaderHandler()

asyncRead('filename.txt', myHandler);
// The function above does not wait for the file read to complete
// but instead returns immediately and allows other code to execute.
// At some point in the future when it finishes reading all data
// it will call the myHandler.callback() function passing it the
// bytes form the file.

如您所见，异步 I/O 对 javascript 来说并不特殊。它早在 C++ 中的 javascript 甚至处理文件 I/O、网络 I/O 和 GUI 编程的 C 库之前就已经存在。事实上，它甚至在 C 之前就已经存在。您可以在汇编中执行这种逻辑（实际上这就是人们设计操作系统的方式）。

javascript 的特别之处在于，由于它的函数性质（一等函数），传递一些您希望在未来执行的代码的语法更简单：

asyncRead('filename.txt', (data) => {
    // process data in here
});

或者在现代 javascript 中甚至可以看起来像同步代码：

async function main () {
    data = await asyncReadPromise('filename.txt');
}

main();

等待和执行代码有什么区别。您不需要代码来检查事件吗？

实际上，您需要 0% 的 CPU 时间来等待事件。您只需要执行一些代码来注册一些中断处理程序，当中断发生时，CPU硬件（而不是软件）将调用您的中断处理程序。各种硬件都被设计用来触发中断：键盘、硬盘、网卡、USB 设备、PCI 设备等。

磁盘和网络 I/O 效率更高，因为它们也使用 DMA。这些是硬件内存读取器/写入器，可以将大块（千字节/兆字节）内存从一个地方（例如硬盘）复制到另一个地方（例如 RAM）。CPU 实际上只需要设置DMA 控制器，然后就可以自由地做其他事情了。一旦 DMA 控制器完成传输，它将触发一个中断，该中断将执行一些设备驱动程序代码，该代码将通知操作系统某些 I/O 事件已完成，这将通知 node.js 将执行您的回调或履行您的 Promise。

以上所有使用专用硬件而不是在CPU上执行指令来传输数据。因此等待数据占用 0% 的 CPU 时间。

因此，node.js 中的并行性与您的 CPU 支持多少 PCIe 通道有关，而不是它拥有多少 CPU 内核。

如果愿意，您可以异步执行 javascript

与任何其他语言一样，现代 javascript以浏览器中的webworkers和node.js中的worker_threads形式提供多线程支持。但这是常规的多线程，就像您故意启动另一个线程以异步执行代码的任何其他语言一样。