NodeJS学习

Posted 2020-08-06 i++;

简介

NodeJs是一种用javascript编写，运行在Google V8引擎的服务端程序，在2009年出来，在经历过几个版本后，现在已经被运用在某些特定的地方，比如网站前后端分离，聊天室等。

在看NodeJS的一些介绍的时候，经常会看到高并发和高性能两个词，这里看一下为什么会高并发和高性能：

 1. NodeJS对于一个请求，不再是创建一个线程，所以这就减少了创建线程带来的性能损耗，性能就可以上去，同时也避免了OS底层对进程内线程数的限制，并发就可以上去。 

 2. NodeJS内部是基于事件循环的，而且是基于异步IO的，所以避免了CPU的上下文切换，同样解决的系能损耗，

但是这里要注意一个问题：

1. NodeJS进程并不是真正意义的单线程，比如一个NodeJS请求，要进行网络访问，并将相应内容写入到磁盘，其实是有3个IO线程，1是一个http请求的IO线程，一个是网络访问的IO线程，还有一个是磁盘IO线程。 NodeJS的线程模型可以理解为一个工作线程，多个IO线程。 

下面是NodeJs的结构图：

其中Libuv是一个适配层，主要针对*nix和Windows下异步IO的适配，进程间通信的适配。

NodeJS的异步编程

看NodeJs的介绍，经常看到的就是异步， 这里的异步本质就是操作系统的异步，所以这里理解了操作系统的异步，也就理解了NodeJS的异步，关于同步，异步，阻塞和非阻塞，可以参考 http://bbym010.iteye.com/blog/2100868 

关于异步可以参考下面这种图：

 

Cluster

这个特性是在0.6版本以后才被加入进行的， 是为了解决NodeJS服务器资源利用率不高的问题，其解决方案就是有一个Maste进程，在启动的时候，再fork()多个work进程，Master监听主端口(比如80)，在接受到一个请求后，就会有一个链接句柄，把这个链接句柄发送到Work进程去。 

这里面牵扯到进程间的通信，这个通信针对不同的操作系统进行了封装，如下：

 

问题

虽然NodeJs现在被运的地方很多，但是也还是有一些问题

1. 逻辑编写麻烦：NodeJS的程序是基于异步回调的， 所以在编写代码的时候， 会有大量的回调代码，这一点对于那些习惯编写“顺序”代码的程序员有不小的影响。这个相比.Net程序还是有差距(.Net程序可以以同步的方式写异步代码)，目前我查了资料，已经存在一些将异步转为同步的解决方法，还有一种解决方法就是修改语法，以同步的方式编写代码，然后修改编译器或者运行时，将同步转为异步模式运行。 

2. 单线程：NodeJS的运行时只有一条线程，基于事件循环来处理，这造成了两个问题：

   1. 现在的服务器都是多核心的，而 NodeJS只运行在单核上，不可避免的对服务器的资源造成一定的浪费。

   2. 对IO密集型友好，对CPU密集型不友好，虽然NodeJS底层是基于V8的，性能很高，但是因为是单线程，稍微复杂的逻辑判断就有可能阻塞事件循环。

目前NodeJS自身已经提出了解决方案，就是Cluster,本质就是父子进程的概念，由一个Master进程启动多个Work进程，进程数和CPU核心相关，所有的请求经过Master进程，然后再分配到具体的Work线程，这个模型和nginx的模型类似， Cluster模型可以解决资源被浪费的情况， 也能从一定程度上缓解CPU的问题，但是和传统的Apache比起来，还有一定差距。

本篇博客部分图片来自 《深入浅出Node.js》