Node.js简介

Posted 2021-02-20 joker_dj

Node.js前言

1. Node.js之父 Ryan Dahl(瑞安·达尔)
   

数学系博士, 中途退学, 选择了诗和远方 为了生活, 学习了Ruby On Rails接Web项目, 经过两年成了Web服务器专家
第一个阶段: 接项目做网站
第二个阶段: 帮助客户解决性能问题 工作少了, 活更高端, 钱赚的更多了 2009年推出Node.js,
2012年退出Node.js, 转战Go语言
Node适合小型,实时事务型服务器网站 GO更适合构建大型服务器网站 不要说某种语言好或者不好, 都有各自的应用场景, 只有合适不合适

2. Node出现的背景
   为了解决Web服务器的高并发性能问题
   什么性能问题?
   

3. 缩短发送到响应的时长
   发送请求快一点 :不能控制(客户端网速决定)
   响应快一点 :可以控制(服务器带宽提高, CDN加速...)
   服务器处理请求任务快一点：可以控制(优秀的程序员)
   多线程：发送一个请求就开启一条线程
   服务器从磁盘读取/写入数据到数据库快一点
   所有项目后期都会遇到的瓶颈：不能控制(磁盘的读取速度有上限)

4. 传统服务器的运作流程 如何避免I/O阻塞?

Ryan Dahl(瑞安·达尔)尝试过用Ruby, c, Lua去解决, 但都因为语言自身的各种限制而一一失败
语言历史包袱太重, 船大难掉头
各种语言的思想都根深蒂固, 生态没法轻易改变
渐渐摸索到解决问题的钥匙：事件驱动 异步I/O

V8引擎的出现

1. 什么是V8引擎?

一款专门对javascript语言进行解释和执行的流程虚拟机
比如把V8引擎嵌入到浏览器中，那么我们写的JavaScript代码就会被浏览器所执行；那么如果把V8引擎嵌入到NodeJS环境下，那么我们写的JavaScript代码就会被服务器所执行。
只要V8引擎能够嵌入到不同的宿主环境中，那么就可以用JavaScript语言来写各种不同领域的应用。 ---万能的JS

2. 起初的作用?

用于Chrome浏览器解析js脚本 比如: 发送HTTP请求给服务器, 响应服务器端返回的HTTP请求

3. 引擎的优势?

1. 强大的编译和快速执行效率
2. 运用了大量的算法和奇技淫巧
3. 性能非常好, 它的执行效率远超Python, Ruby等其它脚本语言
4. 历史包袱轻, 没有同步I/O
5. 强大的事件驱动机制

4. Node的诞生

Ryan Dahl(瑞安·达尔)修改V8引擎的内核, 把它用在了服务器开发, 经过修改后的这样一套东西就被称为Node.js

Node.js简介

什么是Node.js

Node.js是一个让JavaScript运行在服务器端的开发平台
Node之前, js代码只能运行在客户端, 最多只能在浏览器内翻江倒海
Node之后, js代码可以和操作系统(Mac OS, windows, Linux...)交互, 战场从浏览器延伸到了服务器

1. 版本变化

一开始叫Web.js, 目的就是用于写高性能Web服务器的越写越大, 形成生态(服务器开发, 各种框架的依赖...), 改名为Node.js Node: 节点, Node的开源团队希望它像节点一样可以不断扩展, 壮大 Joyent收购Node,把它变成公司旗下的一产品, 但程序员都有一颗开源的心(共产主义, 希望Node不属于某个人,某个公司), 退出, 搞了个io.js , 分久必合合久必分原来是0.几, 突然来了个4.0, 不要感觉奇怪!Node 奇数是开发版, 偶数是稳定版

2. 功能类似的其他后端语言
   php、JSP、Python、Ruby 和系统进行交互
3. 和其它后端语言的区别
   Node.js不是一种独立的语言
   PHP, JSP,.... 既是语言, 也是平台
   Node.js用JavaScript进行编程, 运行平台是包装后的js引擎(V8)
   轻量级架构
   java,php,.net都需要运行在服务器上，apache,tomat,naginx,IIS
   Node.js不用架设在任何服务器软件之上
   用最小的硬件成本, 达到更高的并发, 更优的处理性能

Node.js的特点

单线程

1. 优势
   减少了内存开销(操作系统完全不再有线程创建、销毁的时间开销)
   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，相当于有一个人就要分配一个线程，就要占用空间大小 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。
   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。
2. 劣势
   如果某一个事情，进入了，但是被I/O阻塞了，整个线程就阻塞了
   如果一个人把Node.js搞崩溃，全部崩溃（但很难搞崩溃）

非阻塞I/O
基本概念?

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。

不会傻等I/O语句结束，而会执行后面的语句。
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。

事件驱动
基本概念?
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

运作流程?

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。
当某一个事件发生的时候，就去执行回调函数。执行完毕之后，再去找到事件循环当中找一个新的事件进行来

Node.js当中所有的I/O都是异步的， 都是回调函数套回调函数

Node.js的应用方向

1. 特点

1. 善于I/O，不善于计算
   因为Node.js最擅长的就是任务调度，如果你的业务有很多的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配合，开发长连接的实时交互应用程序。

2. 天生异步
   callback：Node.js API与生俱来就是这样的
   thunk：参数的求值策略
   promise：最开始是Promise/A+规范，随后成为ES6标准
   generator：ES6种的生成器，用于计算，但tj想用做流程控制
   co：generator用起来非常麻烦，故而tj写了co这个generator生成器，用法更简单：async函数

2. 适用场景

1. 网站开发（如express/koa等）
2. im即时聊天(socket.io)
3. api（移动端，pc，h5）
4. HTTP Proxy（淘宝、Qunar、腾讯、百度都有）
5. 前端构建工具(grunt/gulp/bower/webpack/fis3…)
6. 跨平台打包工具
7. PC端的electron、nw.js，比如钉钉PC客户端、微信小程序IDE、微信客户端，移动的cordova，Phonegap，一站式开发框架ionic
   framework
8. 写操作系统（NodeOS） 命令行工具（比如cordova、shell.js）
9. 反向代理（比如anyproxy，node-http-proxy）
10. 编辑器Atom、VSCode等

3. Node.js也不是全能的

Node.js本是就是极客追求性能极致的产物，缺少了很多服务器的健壮考量,
所以Node不可能应用在银行、证券、电信等需要极高可靠性的业务中
中国的企业实战中，创业型公司（正处于A轮、B轮）非常爱使用Node做核心业务
■ 功夫熊的APP，后台是Node.js在伺服
■ 实现网，整站为Node.js搭建
成熟大企业，基本上都是用Node实现某一方面的功能：
■ 知乎用了一个Node进程，跑起了“站内信”功能
■ 百度的很多表单，是用Node保存到数据库的

4. 企业中使用的场景