Node.js簡介

知識 08-15

1.1 簡介

V8引擎本身就是用於Chrome瀏覽器的JS解釋部分，但是Ryan Dahl鬼才般的把這個V8搬到了伺服器上，用於做伺服器的軟體。

Node.js是一個專註於實現高性能Web伺服器優化的專家，幾經探索，幾經挫折後，遇到V8而誕生的項目。

Node.js是一個讓JavaScript運行在伺服器端的開發平台，它讓JavaScript的觸角伸到了伺服器端，可以與PHP、JSP、Python、Ruby平起平坐。

Node.js簡介

但Node似乎有點不同：

Node.js不是一種獨立的語言，與PHP、JSP、Python、Ruby的「既是語言，也是平台」不同，Node.js的使用JavaScript進行編程，運行在JavaScript引擎上（V8）。

與PHP、JSP等相比（PHP、JSP、.net都需要運行在伺服器程序上，Apache、Naginx、Tomcat、IIS。），Node.js跳過了Apache、Naginx、IIS等HTTP伺服器，它自己不用建設在任何伺服器軟體之上。Node.js的許多設計理念與經典架構（LAMP = Linux + Apache + MySQL + PHP）有著很大的不同，可以提供強大的伸縮能力。並且，Node.js沒有web容器。

Node.js自身哲學，是花最小的硬體成本，追求更高的並發，更高的處理性能。

1.2 特點

Node.js使用了一個事件驅動、非阻塞式 I/O 的模型，這使他輕量又高效。

①單線程

在Java、PHP或者.net等伺服器端語言中，會為每一個客戶端連接創建一個新的線程。而每個線程需要耗費大約2MB內存。也就是說，理論上，一個8GB內存的伺服器可以同時連接的最大用戶數為4000個左右。要讓Web應用程序支持更多的用戶，就需要增加伺服器的數量，而Web應用程序的硬體成本當然就上升了。

Node.js不為每個客戶連接創建一個新的線程，而僅僅使用一個線程。當有用戶連接了，就觸發一個內部事件，通過非阻塞I/O、事件驅動機制，讓Node.js程序宏觀上也是並行的。使用Node.js，一個8GB內存的伺服器，可以同時處理超過4萬用戶的連接。

另外，帶線程的帶來的好處，還有操作系統完全不再有線程創建、銷毀的時間開銷。

壞處，就是一個用戶造成了線程的崩潰，整個服務都崩潰了，其他人也崩潰了。

多線程、單線程的一個對比。

也就是說，單線程也能造成宏觀上的「並發」。

②非阻塞I/O non-blocking I/O

例如，當在訪問資料庫取得數據的時候，需要一段時間。在傳統的單線程處理機制中，在執行了訪問資料庫代碼之後，整個線程都將暫停下來，等待資料庫返回結果，才能執行後面的代碼。也就是說，I/O阻塞了代碼的執行，極大地降低了程序的執行效率。

由於Node.js中採用了非阻塞型I/O機制，因此在執行了訪問資料庫的代碼之後，將立即轉而執行其後面的代碼，把資料庫返回結果的處理代碼放在回調函數中，從而提高了程序的執行效率。

當某個I/O執行完畢時，將以事件的形式通知執行I/O操作的線程，線程執行這個事件的回調函數。為了處理非同步I/O，線程必須有事件循環，不斷的檢查有沒有未處理的事件，依次予以處理。

阻塞模式下，一個線程只能處理一項任務，要想提高吞吐量必須通過多線程。而非阻塞模式下，一個線程永遠在執行計算操作，這個線程的CPU核心利用率永遠是100%。所以，這是一種特別有哲理的解決方案：與其人多，但是好多人閑著；還不如一個人玩命，往死里幹活兒。

③事件驅動event-driven

在Node中，客戶端請求建立連接，提交數據等行為，會觸發相應的事件。在Node中，在一個時刻，只能執行一個事件回調函數，但是在執行一個事件回調函數的中途，可以轉而處理其他事件（比如，又有新用戶連接了），然後返回繼續執行原事件的回調函數，這種處理機制，稱為「事件環」機制。

Node.js底層是C++（V8也是C++寫的）。底層代碼中，近半數都用於事件隊列、回調函數隊列的構建。用事件驅動來完成伺服器的任務調度，這是鬼才才能想到的。針尖上的舞蹈，用一個線程，擔負起了處理非常多的任務的使命。

NodeJS基於這些特點的優勢：

單線程，單線程的好處，減少了內存開銷，操作系統的內存換頁。

非阻塞I/O，不會傻等I/O語句結束，而會執行後面的語句。

事件機制，事件環，不管是新用戶的請求，還是老用戶的I/O完成，都將以事件方式加入事件環，等待調度。

Node.js簡介

NodeJS這三個特點是相輔相成的，單線程減少了內存的開銷，相當於減少了硬體成本。同時，為了去適應單線程的特點，出現了非阻塞I/O機制，所以一個線程可以處理多個I/O。這時又出現了另一個問題，當一個I/O正在執行時，另一個I/O回調完成了該怎麼辦，所以有了事件驅動，事件機制就是所有的I/O都會在事件隊列排隊，當一個I/O回調完成會繼續打回隊列重新排隊，避免產生衝突。

NodeJS的弊端同樣非常明顯，就是它只有一個線程，當這一個線程崩潰之後，就是整個伺服器都崩潰了，但是我相信隨著技術的發展和計算機硬體水平的提高NodeJS會越來越流行

1.3 適合開發什麼？

Node.js適合用來開發什麼樣的應用程序呢？

善於I/O，不善於計算。因為Node.js最擅長的就是任務調度，如果業務有很多的CPU計算，實際上也相當於這個計算阻塞了這個單線程，就不適合Node開發。

當應用程序需要處理大量並發的I/O，而在向客戶端發出響應之前，應用程序內部並不需要進行非常複雜的處理的時候，Node.js非常適合。Node.js也非常適合與web socket【1】配合，開發長連接的實時交互應用程序。

比如：

● 用戶表單收集

● 考試系統

● 聊天室

● 圖文直播

● 提供JSON的API

【1】WebSocket是HTML5規格中的一個非常重要的新特性，它的存在可以允許用戶在瀏覽器中實現雙向通信，實現數據的及時推送，這個技術的意義在於我們可以通過網頁實現很多以前無法實現的應用。例如目前的在線聊天室，如果用戶想要發送一句話，在他按下「發送」按鈕的同時，瀏覽器會遞送給目標伺服器一個請求，然後伺服器端會將這句話顯示在網頁上。而用戶如果想要看到這句話，他需要刷新自己的瀏覽器以獲得最新頁面才可以。但是WebSocket的雙向通信就神奇與此，通過WebSocket技術構建的HTML5應用，用戶不再需要頻繁的刷新頁面以獲取新數據，而新數據會自動由伺服器端推送至用戶的電腦屏幕上。

總結：

NodeJS是極客追求極致性能的產物，伺服器健壯考量不夠，所以不適合用來開發證券、銀行、電信等可靠性需求高的業務中。

目前NodeJS在實戰中的使用：

一般創業型公司用node開發核心業務

大型公司一般只用NodeJS開發某些業務的一部分

文章摘自博客園