Node.js 概述

1 什么是Node.js

Node.js,或者 Node,是一个可以让 JavaScript 运行在服务器端的平台。它可以让 JavaScript 脱离浏览器的束缚运行在一般的服务器环境下。

  • Node.js 不是一种独立的语言,与 PHP、Python、Perl、Ruby 的”既是语言也是平台” 不同。
  • Node.js 也不是一个 JavaScript 框架,不同于 CakePHP、Django、Rails。
  • Node.js 更不 是浏览器端的库,不能与 jQuery、ExtJS 相提并论。
  • Node.js 是一个让 JavaScript 运行在服务 端的开发平台,它让 JavaScript 成为脚本语言世界的一等公民,在服务端堪与 PHP、Python、 Perl、Ruby 平起平坐。

官方网址 https://nodejs.org/en/,中文站 http://nodejs.cn/

2 什么是后端开发

2.1 前端和后端

  • 前端是运行在客户端上的代码, 也单指WEB前端,运行在客户端浏览器上的代码

  • 后端是运行在服务器端的程序,主要实现业务逻辑,数据库读取等功能

2.2 后端开发的组成

  • 后端编程语言(PHP、Java、C#、GO、Python、Ruby、JavaScript)
  • WEB服务器 (Apache、Tomcat、Nginx、IIS 等)
  • 数据库(MySQL、Oricle、SQLite、MongoDB)

2.3 常见后端开发平台

  • LAMP或LNMP (Linux Apache/Nginx MySQL PHP )

  • JavaEE (Java Tomcat MySQL/Oricle)

  • .NET (C# IIS SQLServer)

  • Node.js (JavaScript MongoDB/MySQL)

3 JavaScript 与 Node.js

  • 浏览器中的 JavaScript, 由ECMAScript、DOM(文档对象模型)、BOM(浏览器对象模型) 组成。 DOM和BOM都是由浏览器运行环境提供的API。

  • Node.js 中 JavaScrip t包含 ECMAScript 以及 Node 运行环境提供的各种 API。

4 Node.js的发展历史

  • 2009年2月,Ryan Dahl(瑞恩·达尔)在博客上宣布准备基于V8创建一个轻量级的Web服务器并提供一套库。

  • 2010年年底,Node.js获得云计算服务商Joyent资助,创始人Ryan Dahl加入Joyent全职负责Node.js的发展。

  • 2011年7月,Node.js在微软的支持下发布Windows版本。

  • 2015年 发布 v0.12.0 从 v0.1到 0.12 用了6年。

  • 2015-01-14发布了v1.0.0版本(io.js)。

  • 2015年09月Node.js基金会已发布Node.js V4.0版 , 与io.js 合并后的第一个版本。

  • 2016年3月20日v4.4.0 LTS(长期支持版本)和v5.9.0 Stable(稳定版本)。

  • 2016 年底 v6.0 支持95%以上的es6特性 , v7.0通过flag支持async函数,99%的es6特性。

5 Node.js 应用场景

  • 为客户端程序(手机App、WebApp、桌面应用功能等)提供接口服务,例如 RESTful API。
  • 聊天室(本身没有太多的逻辑,只需要请求API,组织数据进行返回即可)。
  • 动态网站(服务器渲染页面),个人博客, 论坛, 商城。
  • 后端的应用服务,例如服务器端的请求(爬虫),代理请求(跨域)。
  • 前端项目打包、工程化处理。

6 Node.js 特性

6.1 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。

6.2 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。

6.3 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。

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