Node.js綜述

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前言本綜述文章旨在協助讀者深入理解下Node.js的本質，不去關注應用的細節，我認為真正的技術問題只有在動手寫代碼的時候才會遇到，那個階段解決問題才是真正有意義的。 發展史Node.js是Ryan Dahl 2009年對外發布的開源醒目，後來該項目被Joyent公司注意到並於2010年成為Joyent公司的一個子項目。2016年微軟與Joyent公司合作，Node.js在windows上得到支援。目前Node.js的版本為V6.11，周圍已經形成了一個龐大的生態系統。 特性分析Node.js is a JavaScript runtime built on Chrome‘s V8 JavaScript engine. Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient. Node.js‘ package ecosystem, npm, is the largest ecosystem of open source libraries in the world.上面是Node.js的官方描述，其中包含了Node.js最突出的特點。 1、Javascript runtime這個描述解答了Node.js是什麼的問題。它是一個Javascript 運行環境，類似於JVM之於Java，Node.js負責將Javascript轉化為電腦可以識別的機器語言，同時對外提供API。傳統上javascript依附於瀏覽器運行：Node.js捨棄了瀏覽器，直接與js引擎對接，通過js引擎提供的API，Node.js可以完成其他後端語言（java）所能完成的一切功能，例如檔案操作、網路通訊、裝置管理等等。下面說下Node.js所採用的js引擎——V8，這是目前世界上最快的js引擎，來自於Google Chrome項目，用C++語言編寫，憑藉Goole強大的支援人員，它的執行速度已經接近本地代碼的執行速度。除了V8以外，Node.js的還是用了libev和libio庫支援事件驅動和非同步IO，，libuv是在libev和libeio的基礎上抽象出的一層，對於POSIX系統，libuv利用epoll或者kqueue，而在Windows系統中，libuv使用了IOCP機制，以在不同的平台下實現統一的高效能。 2、non-blocking IO and event-driven先說說非阻塞IO，假設一個請求要讀取資料庫，db.query(select * from table)，這個過程涉及磁碟讀取與網路通訊，耗時很長，下面是幾種伺服器處理方式。(1)如果是單線程+阻塞處理，前端會等待資料讀取完畢才接受到訊息，同時後續的請求也得等待，這樣的系統是不能忍受的。 (2)好在現在的後端容器都是支援多線程+阻塞的，其解決思路如下：等待資料的現場繼續等待，如果有新請求就重新建立一個線程，把cpu讓給新的線程，待原線程得到資料後再把cpu切換給原線程。這樣做有什麼缺點嗎？一是大量請求的情況下線程數目不斷增加，浪費大量系統資源。二是CPU在處理環境切換的時候也浪費了不少時間。 (3)Node.js的解決思路則完全不一樣。它被設計成單線程+非阻塞的。所有的請求都在一個線程處理，一旦遇到耗時的請求，cpu不等待資料返回，而是接著處理後續的請求。那麼問題來了，前面請求的資料到達後，如何返回給前端呢?這就要牽扯到Node.js的另外一個特性——事件驅動。在上面的簡化模型中，所有的請求會依次進入線程的處理迴圈中，每個請求內建回呼函數，當耗時請求接受完資料後，回呼函數自動被調用，重新進去迴圈處理，直到資料被返回給前端。這樣能讓單個CPU充分運行起來，沒有絲毫等待，同時避免了在不同的線程中頻繁切換引起的浪費。根據統計，Node.js相對傳統的PHP+Nginx，在效能上有明顯提升。這種設計思路就是為微服務web系統而生的，因為web服務的特點就是請求密集、計算量小、要求快速響應。 Node.js的缺點1、對於長期佔據CPU的請求，後續的請求不能得到及時處理，產生較大延時，所以Node.js不適合計算密集型應用。2、Node.js專註單線程處理，在多核環境中，必須總多進城才能充分利用多核，因此增加了設計難度。3、Node.js的非同步式編程模式不太符合一般的程式控制思路，給編碼和調試帶來不少困難。 常用輔助架構

1、npm（Node Package Manager）

Node.js本身提供的API比較底層，完全依靠Node.js實現一個系統對技術人員要求比較高。不過現在已經有大量的第三方支援供開發人員使用。為了更好地使用和管理這些第三方提供的包，Node.js官方提供了一個基於命令列的包管理工具——npm.

npm完全由javascript實現，不屬於Node.js的一部分。不過在Node.js0.6開始，npm會自動包含在發行版中。

2、Express

參考《Node.js開發指南》

Node.js綜述