Node.js 中的非并行异步循环与同步循环是否存在性能差异？

Question

我将之前使用 async/await 同步到异步代码的 Node.js (v10.13.0) 的 JavaScript 代码重构了。后来我注意到的是程序执行时间慢了约 3 倍的性能下降。

将同步函数调用链转换为异步函数调用时是否会降低性能？

简化示例

更改同步码

function fn1() {  
   return 1;
}

function fn2() { 
   return fn1();
}

(function() {
  const result = fn2();
});

进入异步代码：

async function fn1() {  
   return 1;
}

async function fn2() { 
   return await fn1();
}

(async function() {
   const result = await fn2();
})();

是否有任何事件循环魔术可以使 Node.js webapp 中的后一个代码变慢？

Answer 1

这是一个更高级的基准，它使用同步或异步函数计算斐波那契数列：

async function benchmark(M = 1000000, N = 100) {
    function fibonacci_sync(num) {
        let a = 1, b = 0, temp
        while (num >= 0) {
            temp = a; a = a + b; b = temp; num--
        }
        return b
    }
    async function fibonacci_async(num) {
        let a = 1, b = 0, temp
        while (num >= 0) {
            temp = a; a = a + b; b = temp; num--
        }
        return b
    }
    timeitSync  ('sync',  M,       () => {for(let i = 0; i < N; i++) fibonacci_sync(i)})
    await timeit('async', M, async () => {for(let i = 0; i < N; i++) await fibonacci_async(i)})
}

node.js 中的示例执行时间 - 异步结果慢了 2.8 倍：

sync:    4.753s
async:  13.359s

使用更大的M，但更小的N = 10 而不是 N=100（更短的计算，所以 await 有更大的影响），异步函数变得 14.5 倍慢（哎呀！！） ：

sync:   0.499s
async:  7.258s

这是在节点 v16.13.1 上。该基准的灵感来自这篇文章： https://madelinemiller.dev/blog/javascript-promise-overhead/

为了完整起见，这里是上面使用的timeit 函数：

async function timeit(label, repeat, fun) {
    console.time(label)
    for (let i = 0; i < repeat; i++) await fun()
    console.timeEnd(label)
}
function timeitSync(label, repeat, fun) {
    console.time(label)
    for (let i = 0; i < repeat; i++) fun()
    console.timeEnd(label)
}

当用async timeit而不是timeitSync测量fibonacci_sync时，执行时间从0.499s增长到最后一个示例中的1.2s，这再次证实async带来了很多减速。

所以，是的，确实，异步调用可能会导致性能大幅下降，甚至是一个数量级。每个调用都必须经过一个事件队列，其管理似乎会产生大量开销。在实现包含大量异步函数的代码时，绝对应该考虑到这一点。

考虑到async 范式的“感染性”——一个单一的低级函数是异步的，树上的所有调用者也必须是异步的——我很高兴 JS 引入了优化以允许 await...在某些（大多数）情况下会立即执行，而不是每隔几条指令就一次又一次地推送到队列中。这可以使await 包含在条件中并且很少需要实际停止函数但仍然需要将函数声明为“异步”的所有场景受益，无论多久达到“等待”。