深刻浅出 NodeJS - Node 简介

为何是 JavaScript

创始者认为 web 服务器有两个要点，事件驱动和非阻塞 I/O。

为何是 Node

最初创始者想将其命名为 web.js 也就是一个 web 服务器，可是项目的发展超过了他最初单纯开发一个 web 服务器的想法，变成了构建网络应用的基础框架。

Node 给 JavaScript 带来的意义

V8 给 Chrome 浏览器带来了强劲的心脏，也成为了 JavaScript 称为 node 语言的很大权重值。

Chrome 浏览器和 Node 组件构成 区别以下图： 浏览器中，除了 v8 引擎还有一个 webkit 布局引擎，HTML5 使得浏览器开放了不少功能给前端的 HTML 及 JavaScript，可是HTML5 的统一却相对缓慢，JavaScript 做为一个图灵完备的语言，受限于浏览器中间层提供的支持。 除了 HTML 、webkit 和 显卡这些UI 相关的技术没有支持外，Node 结构与 Chrome 十分相近。 它们都是基于事件驱动的一步架构，浏览器经过事件驱动来服务界面上的交互，Node 经过事件驱动来服务 I/O。 Node 中，JavaScript 能够为所欲为的访问本地文件，搭建 websocket 服务端，能够链接数据库，可使用多进程。 JavaScript 再也不限制于浏览器与 CSS 样式表、DOM 树。 Node 不处理 UI，但用浏览器相同的机制和原理运行。 打破了 JavaScript 只能在浏览器中运行的局面，下降了先后端转换所须要的上下文交换代价。

Node 的特色

异步 I/O

前端经常使用到的就是经过 AJAX 请求数据，发送和收到之间有一个时间的间隔，在收到数据后后续代码当即执行，可是收到的时间确是不肯定的，这是一种只注重结果，不注重过程的表现。以下图所示。 在 Node 中异步 I/O 也很常见，能够用读取文件为例：

const fs = require('fs');
fs.readFile('../Desktop/IMG_3648.jpeg', (err, file) => {
  console.log(file);
  console.log('文件读取完成');
});
console.log('发起读文件的流程！');
复制代码

代码中示例“发起读取文件的流程”先于“文件读取完成”执行，什么时候完成基于核实彻底读取内容，执行流程以下图： 在 Node 中，咱们能够从语言层面很天然的进行并行的 I/O 操做，每一个调用之间无需等待以前的 I/O 调用完成，读取两个 文件的最慢速度取决于读取最慢的那个文件的耗时。对于同步 I/O 则是两个文件的综合。

事件与回调函数

事件的编程方式具备轻量级、松耦合、只关注实物点等优点，可是在多个异步任务的场景下，事件与事件之间各自独立，如何协做是一个问题。 函数做为JavaScript 的第一等公民，将函数做为对象传递给方法做为实参进行调用。回调函数是最好的接受异步调用返回数据的方式。

单线程

Node 保持了JavaScript 单线程的特色，单线程最大的好处就是无需像多线程同样到处在乎状态同步的问题，没有死锁存在，也没有线程上下文交换带来的性能开销。 单线程的弱点：

• 没法利用多核 CPU
• 错误会引发整个应用退出，应用的健壮性指的考验。
• 大量计算占用 CPU 致使没法继续调用异步 I/O

为解决这些问题，Google 开发了 Gears， HTML5 标准增长了 web workers 标准，Google 放弃了 Gears 支持 web workers。 Web workers 可建立线程进行计算，已解决 JavaScript 大计算阻塞 UI 渲染的问题。 Node 采用了与 web workers 相同的思路解决单线程中大量计算的问题： child_process。

跨平台

最初的 node 只可在 Linux 上使用，后续增长了 windows 平台的支持。

Node 应用场景

I/O 密集型

I/O 密集型的优点主要在于 Node 利用时间循环的处理能力，而不是启动每个线程为每个请求服务，资源占用极少，因此 Node 面向网络并擅长并行 I/O。

必定程度上的对于 CPU 密集型业务的支持

CPU 密集型业务在Node 上的支持并不可怕，可是会带来的挑战是：JavaScript 做为单线程的语言，CPU 密集型业务会占用长时间的线程进行计算，致使 CPU 时间片没法释放，使得后续的 I/O 没法发起，可是适当调整和分解大型运算任务为多个小任务，使得运算能够及时释放，不阻塞 I/O 调用的发起，这样既能够享受到异步 I/O 的好处，也能充分利用 CPU。

若是是纯 CPU 的业务，能够经过两种方式进行充分利用 CPU

• Node 能够经过编写 C/C++ 扩展的方式高效利用 CPU。
• 若是单线程的 Node 不能知足要求，甚至经过 C/C++ 扩展以后还不够，能够经过紫禁城的方式，将一部分 Node 进程当作常驻服务进程用于计算，而后经过进程之间通讯来传递消息，将 I/O 与计算分离。

与遗留系统和平共处

Node 能够经过将旧有的接口做为数据源，发挥并行优点，不关心背后用什么语言实现。

分布式应用

Node 高效利用 I/O 的过程也是高效使用数据库的过程，对于 Node 而言，使用数据库这种行为只是一次普通的 I/O。对数据库而言倒是一次复杂的计算，也是充分压榨硬件资源的过程。

使用者

• 先后端编程语言环境统一，如： 雅虎
• Node 带来的高性能 I/O 用于实时应用，如：voxer 实时语音
• 并行 I/O 使得使用者能够更高效的利用分布式环境。
• 并行 I/O 有效利用稳定接口提高 web 渲染能力。
• 云计算平台提供 Node 支持。
• 游戏开发领域
• 工具类应用