完全理解同步/异步与阻塞/非阻塞
随便翻开一本 Node.js 入门书籍的绪论部分，一般都可以看到「异步」、「单线程」、「非阻塞」这样的字眼。因其采用异步非阻塞的模型而构建，Node.js 得以能充分利用 CPU 资源，具有极强的处理高并发请求的能力。
可是到底什么是同步和异步？什么是阻塞和非阻塞？同步就意味着阻塞吗？异步就一定是非阻塞吗？即便是业务经验十分丰富的 Node.js 程序员，都不一定对这些概念辨别得十分明晰。
本文力求以简明的语言来解释清楚这几个概念并加以区分，但不涉及到 Node.js 底层的具体实现。
阻塞和非阻塞
从简单的开始，我们以经典的读取文件的模型举例。（对操作系统而言，所有的输入输出设备都被抽象成文件。）
在发起读取文件的请求时，应用层会调用系统内核的 I/O 接口。
如果应用层调用的是阻塞型 I/O，那么在调用之后，应用层即刻被挂起，一直出于等待数据返回的状态，直到系统内核从磁盘读取完数据并返回给应用层，应用层才用获得的数据进行接下来的其他操作。
如果应用层调用的是非阻塞 I/O，那么调用后，系统内核会立即返回（虽然还没有文件内容的数据），应用层并不会被挂起，它可以做其他任意它想做的操作。（至于文件内容数据如何返回给应用层，这已经超出了阻塞和非阻塞的辨别范畴。）
这便是（脱离同步和异步来说之后）阻塞和非阻塞的区别。总结来说，是否是阻塞还是非阻塞，关注的是接口调用（发出请求）后等待数据返回时的状态。被挂起无法执行其他操作的则是阻塞型的，可以被立即「抽离」去完成其他「任务」的则是非阻塞型的。
同步和异步
阻塞和非阻塞解决了应用层等待数据返回时的状态问题，那系统内核获取到的数据到底如何返回给应用层呢？这里不同类型的操作便体现的是同步和异步的区别。
对于同步型的调用，应用层需要自己去向系统内核问询，如果数据还未读取完毕，那此时读取文件的任务还未完成，应用层根据其阻塞和非阻塞的划分，或挂起或去做其他事情（所以同步和异步并不决定其等待数据返回时的状态）；如果数据已经读取完毕，那此时系统内核将数据返回给应用层，应用层即可以用取得的数据做其他相关的事情。
而对于异步型的调用，应用层无需主动向系统内核问询，在系统内核读取完文件数据之后，会主动通知应用层数据已经读取完毕，此时应用层即可以接收系统内核返回过来的数据，再做其他事情。
这便是（脱离阻塞和非阻塞来说之后）同步和异步的区别。也就是说，是否是同步还是异步，关注的是任务完成时消息通知的方式。由调用方盲目主动问询的方式是同步调用，由被调用方主动通知调用方任务已完成的方式是异步调用。
Node.js 的异步非阻塞模型
完整来说，一个最高效且理想的文件读取异步非阻塞模型应该是这样的：应用层发起调用后系统内核立即返回（还没有文件内容数据），应用层继续做其他无关的事情，在系统内核从磁盘读取完数据之后主动通知应用层任务已完成，应用层此时接收系统内核返回的数据，然后继续做其他相关或不相关的事情。
可以看到，在这个模型中，没有无谓的挂起、休眠与等待，也没有盲目无知的问询与检查，应用层做到不等候片刻的最大化利用自身的资源，系统内核也十分「善解人意」的在完成任务后主动通知应用层来接收任务成果。
Node.js 是不是就是这样实现的呢？是，也不是。
现实总是比理想骨感，系统内核并没有理想中那样「善解人意」。异步模型的内核调用在各个平台上实现不一，而且各有各的问题，所以实际上， Node.js 其实是借助多线程来模拟实现了上述理想的异步非阻塞模型。
有人可能有疑问，前面不是说 Node.js 是单线程的吗？
实际上单线程是对用户（使用 Node.js 进行上层开发的程序员，而不是开发 Node.js 的人员）而言的。Node.js 在底层对多个 I/O 操作是借助多线程实现异步非阻塞的，具体来说，Node.js 总是存在一个主线程，用来管理调度 I/O 线程并进行运算，而其他的线程都是 I/O 线程。I/O 线程在主线程的调度下与系统内核进行交互完成完成 I/O 操作并把数据返回给主线程，而主线程对 I/O 线程的调度就完全是上述异步非阻塞的（至于 I/O 线程是异步还是同步、阻塞还是非阻塞，已经不重要了，因为它不影响主线程的效率，只要它能按时返回预期的数据就行）。我们平时所说的 Node.js 是单线程的，就是指 Node.js 的主线程。I/O 线程完全是对用户屏蔽的，所以用户根本无需关心。
这也解释了为什么我们要避免书写计算密集型或者阻塞的代码，一旦主线程被阻塞，那整个应用就是真的都被阻塞了。
场景举例与总结
最后，再来举一个我们日常的例子来加深对这几个概念的理解。
假设小明需要在网上下载一个软件：
- 如果小明点击下载按钮之后，就一直干瞪着进度条不做其他任何事情直到软件下载完成，这是同步阻塞；
- 如果小明点击下载按钮之后，就一直干瞪着进度条不做其他任何事情直到软件下载完成，但是软件下载完成其实是会「叮」的一声通知的（但小明依然那样干等着），这是异步阻塞；（不常见）
- 如果小明点击下载按钮之后，就去做其他事情了，不过他总需要时不时瞄一眼屏幕看软件是不是下载完成了，这是同步非阻塞；
- 如果小明点击下载按钮之后，就去做其他事情了，软件下载完之后「叮」的一声通知小明，小明再回来继续处理下载完的软件，这是异步非阻塞。
相信看完以上这个案例之后，这几个概念已经能够分辨得很清楚了。
总的来说，同步和异步关注的是任务完成消息通知的机制，而阻塞和非阻塞关注的是等待任务完成时请求者的状态。