Node.js 入门简介

Posted 2020-10-02 lms_码农

Node.js简介

1.1 简介

V8引擎本身就是用于Chrome浏览器的JS解释部分，但是Ryan Dahl鬼才般的把这个V8搬到了服务器上，用于做服务器的软件。

Node.js是一个专注于实现高性能Web服务器优化的专家，几经探索，几经挫折后，遇到V8而诞生的项目。

Node.js是一个让javascript运行在服务器端的开发平台，它让JavaScript的触角伸到了服务器端，可以与php、JSP、Python、Ruby平起平坐。

但Node似乎有点不同：

Node.js不是一种独立的语言，与PHP、JSP、Python、Ruby的“既是语言，也是平台”不同，Node.js的使用JavaScript进行编程，运行在JavaScript引擎上（V8）。

与PHP、JSP等相比（PHP、JSP、.net都需要运行在服务器程序上，Apache、Naginx、Tomcat、IIS。），Node.js跳过了Apache、Naginx、IIS等HTTP服务器，它自己不用建设在任何服务器软件之上。Node.js的许多设计理念与经典架构（LAMP = Linux + Apache + mysql + PHP）有着很大的不同，可以提供强大的伸缩能力。并且，Node.js没有web容器。

Node.js自身哲学，是花最小的硬件成本，追求更高的并发，更高的处理性能。

1.2 特点

Node.js使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型，这使他轻量又高效。

①单线程

在Java、PHP或者.net等服务器端语言中，会为每一个客户端连接创建一个新的线程。而每个线程需要耗费大约2MB内存。也就是说，理论上，一个8GB内存的服务器可以同时连接的最大用户数为4000个左右。要让Web应用程序支持更多的用户，就需要增加服务器的数量，而Web应用程序的硬件成本当然就上升了。

Node.js不为每个客户连接创建一个新的线程，而仅仅使用一个线程。当有用户连接了，就触发一个内部事件，通过非阻塞I/O、事件驱动机制，让Node.js程序宏观上也是并行的。使用Node.js，一个8GB内存的服务器，可以同时处理超过4万用户的连接。

另外，带线程的带来的好处，还有操作系统完全不再有线程创建、销毁的时间开销。

坏处，就是一个用户造成了线程的崩溃，整个服务都崩溃了，其他人也崩溃了。

       

多线程、单线程的一个对比。

也就是说，单线程也能造成宏观上的“并发”。

②非阻塞I/O   non-blocking I/O

例如，当在访问数据库取得数据的时候，需要一段时间。在传统的单线程处理机制中，在执行了访问数据库代码之后，整个线程都将暂停下来，等待数据库返回结果，才能执行后面的代码。也就是说，I/O阻塞了代码的执行，极大地降低了程序的执行效率。

由于Node.js中采用了非阻塞型I/O机制，因此在执行了访问数据库的代码之后，将立即转而执行其后面的代码，把数据库返回结果的处理代码放在回调函数中，从而提高了程序的执行效率。

当某个I/O执行完毕时，将以事件的形式通知执行I/O操作的线程，线程执行这个事件的回调函数。为了处理异步I/O，线程必须有事件循环，不断的检查有没有未处理的事件，依次予以处理。

阻塞模式下，一个线程只能处理一项任务，要想提高吞吐量必须通过多线程。而非阻塞模式下，一个线程永远在执行计算操作，这个线程的CPU核心利用率永远是100%。所以，这是一种特别有哲理的解决方案：与其人多，但是好多人闲着；还不如一个人玩命，往死里干活儿。

③事件驱动event-driven

在Node中，客户端请求建立连接，提交数据等行为，会触发相应的事件。在Node中，在一个时刻，只能执行一个事件回调函数，但是在执行一个事件回调函数的中途，可以转而处理其他事件（比如，又有新用户连接了），然后返回继续执行原事件的回调函数，这种处理机制，称为“事件环”机制。

Node.js底层是C++（V8也是C++写的）。底层代码中，近半数都用于事件队列、回调函数队列的构建。用事件驱动来完成服务器的任务调度，这是鬼才才能想到的。针尖上的舞蹈，用一个线程，担负起了处理非常多的任务的使命。

 

NodeJS基于这些特点的优势：

单线程，单线程的好处，减少了内存开销，操作系统的内存换页。

非阻塞I/O， 不会傻等I/O语句结束，而会执行后面的语句。

事件机制，事件环，不管是新用户的请求，还是老用户的I/O完成，都将以事件方式加入事件环，等待调度。

                      

 

 

NodeJS这三个特点是相辅相成的，单线程减少了内存的开销，相当于减少了硬件成本。同时，为了去适应单线程的特点，出现了非阻塞I/O机制，所以一个线程可以处理多个I/O。这时又出现了另一个问题，当一个I/O正在执行时，另一个I/O回调完成了该怎么办，所以有了事件驱动，事件机制就是所有的I/O都会在事件队列排队，当一个I/O回调完成会继续打回队列重新排队，避免产生冲突。

NodeJS的弊端同样非常明显，就是它只有一个线程，当这一个线程崩溃之后，就是整个服务器都崩溃了，但是我相信随着技术的发展和计算机硬件水平的提高NodeJS会越来越流行

 

1.3 适合开发什么？

Node.js适合用来开发什么样的应用程序呢？

善于I/O，不善于计算。因为Node.js最擅长的就是任务调度，如果业务有很多的CPU计算，实际上也相当于这个计算阻塞了这个单线程，就不适合Node开发。

当应用程序需要处理大量并发的I/O，而在向客户端发出响应之前，应用程序内部并不需要进行非常复杂的处理的时候，Node.js非常适合。Node.js也非常适合与web socket【1】配合，开发长连接的实时交互应用程序。

比如：

● 用户表单收集

● 考试系统

● 聊天室

● 图文直播

● 提供JSON的API

 

【1】WebSocket是html5规格中的一个非常重要的新特性，它的存在可以允许用户在浏览器中实现双向通信，实现数据的及时推送，这个技术的意义在于我们可以通过网页实现很多以前无法实现的应用。例如目前的在线聊天室，如果用户想要发送一句话，在他按下“发送”按钮的同时，浏览器会递送给目标服务器一个请求，然后服务器端会将这句话显示在网页上。而用户如果想要看到这句话，他需要刷新自己的浏览器以获得最新页面才可以。但是WebSocket的双向通信就神奇与此，通过WebSocket技术构建的HTML5应用，用户不再需要频繁的刷新页面以获取新数据，而新数据会自动由服务器端推送至用户的电脑屏幕上。

 

 

 

 

总结：

NodeJS是极客追求极致性能的产物，服务器健壮考量不够，所以不适合用来开发证券、银行、电信等可靠性需求高的业务中。

目前NodeJS在实战中的使用：

一般创业型公司用node开发核心业务

大型公司一般只用NodeJS开发某些业务的一部分，比如百度的表单提交、知乎的站内信等