NodeJS優缺點及適用場景討論 .

概述:NodeJS宣稱其目標是「旨在提供一種簡單的構建可伸縮網絡程序的方法」,那麼它的出現是爲了解決什麼問題呢,它有什麼優缺點以及它適用於什麼場景呢?程序員

本文就我的使用經驗對這些問題進行探討。數據庫

一. NodeJS的特色後端

咱們先來看看NodeJS官網上的介紹:瀏覽器

Node.js is a platform built on Chrome’s JavaScript runtime for easily building fast, scalable network applications. Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient, perfect for data-intensive real-time applications that run across distributed devices.緩存

其特色爲:
1. 它是一個Javascript運行環境服務器

2. 依賴於Chrome V8引擎進行代碼解釋網絡

3. 事件驅動多線程

4. 非阻塞I/O架構

5. 輕量、可伸縮,適於實時數據交互應用併發

6. 單進程,單線程

二. NodeJS帶來的對系統瓶頸的解決方案

它的出現確實能爲咱們解決現實當中系統瓶頸提供了新的思路和方案,下面咱們看看它能解決什麼問題。

1. 併發鏈接

舉個例子,想象一個場景,咱們在銀行排隊辦理業務,咱們看看下面兩個模型。

(1)系統線程模型:

系統線程模型

這種模型的問題顯而易見,服務端只有一個線程,併發請求(用戶)到達只能處理一個,其他的要先等待,這就是阻塞,正在享受服務的請求阻塞後面的請求了。

(2)多線程、線程池模型:

多線程、線程池模型

這個模型已經比上一個有所進步,它調節服務端線程的數量來提升對併發請求的接收和響應,但併發量高的時候,請求仍然須要等待,它有個更嚴重的問題。到代碼層面上來說,咱們看看客戶端請求與服務端通信的過程:

客戶端請求與服務端通信的過程

服務端與客戶端每創建一個鏈接,都要爲這個鏈接分配一套配套的資源,主要體現爲系統內存資源,以PHP爲例,維護一個鏈接可能須要20M的內存。這就是爲何通常併發量一大,就須要多開服務器。

那麼NodeJS是怎麼解決這個問題的呢?咱們來看另一個模型,想象一下咱們在快餐店點餐吃飯的場景。

(3)異步、事件驅動模型

異步、事件驅動模型

咱們一樣是要發起請求,等待服務器端響應;可是與銀行例子不一樣的是,此次咱們點完餐後拿到了一個號碼,拿到號碼,咱們每每會在位置上等待,而在咱們後面的請求會繼續獲得處理,一樣是拿了一個號碼而後到一旁等待,接待員能一直進行處理。

等到飯菜作號了,會喊號碼,咱們拿到了本身的飯菜,進行後續的處理(吃飯)。這個喊號碼的動做在NodeJS中叫作回調(Callback),能在事件(燒菜,I/O)處理完成後繼續執行後面的邏輯(吃飯),這體現了NodeJS的顯著特色,異步機制、事件驅動整個過程沒有阻塞新用戶的鏈接(點餐),也不須要維護已經點餐的用戶與廚師的鏈接。

基於這樣的機制,理論上陸續有用戶請求鏈接,NodeJS均可以進行響應,所以NodeJS能支持比Java、PHP程序更高的併發量雖然維護事件隊列也須要成本,再因爲NodeJS是單線程,事件隊列越長,獲得響應的時間就越長,併發量上去仍是會力不從心。

總結一下NodeJS是怎麼解決併發鏈接這個問題的:更改鏈接到服務器的方式,每一個鏈接發射(emit)一個在NodeJS引擎進程中運行的事件(Event),放進事件隊列當中,而不是爲每一個鏈接生成一個新的OS線程(併爲其分配一些配套內存)。

2. I/O阻塞

NodeJS解決的另一個問題是I/O阻塞,看看這樣的業務場景:須要從多個數據源拉取數據,而後進行處理。

(1)串行獲取數據,這是咱們通常的解決方案,以PHP爲例I/O阻塞-PHP爲例

假如獲取profile和timeline操做各須要1S,那麼串行獲取就須要2S。

(2)NodeJS非阻塞I/O,發射/監聽事件來控制執行過程

非I/O阻塞-PHP爲例

NodeJS遇到I/O事件會建立一個線程去執行,而後主線程會繼續往下執行的,所以,拿profile的動做觸發一個I/O事件,立刻就會執行拿timeline的動做,兩個動做並行執行,假如各須要1S,那麼總的時間也就是1S。它們的I/O操做執行完成後,發射一個事件,profile和timeline,事件代理接收後繼續往下執行後面的邏輯,這就是NodeJS非阻塞I/O的特色。

總結一下:Java、PHP也有辦法實現並行請求(子線程),但NodeJS經過回調函數(Callback)和異步機制會作得很天然。

三. NodeJS的優缺點

優勢:1. 高併發(最重要的優勢)

2. 適合I/O密集型應用

缺點:1. 不適合CPU密集型應用;CPU密集型應用給Node帶來的挑戰主要是:因爲JavaScript單線程的緣由,若是有長時間運行的計算(好比大循環),將會致使CPU時間片不能釋放,使得後續I/O沒法發起;

解決方案:分解大型運算任務爲多個小任務,使得運算可以適時釋放,不阻塞I/O調用的發起;

2. 只支持單核CPU,不能充分利用CPU

3. 可靠性低,一旦代碼某個環節崩潰,整個系統都崩潰

緣由:單進程,單線程

解決方案:(1)Nnigx反向代理,負載均衡,開多個進程,綁定多個端口;

(2)開多個進程監聽同一個端口,使用cluster模塊;

4. 開源組件庫質量良莠不齊,更新快,向下不兼容

5. Debug不方便,錯誤沒有stack trace

四. 適合NodeJS的場景

1. RESTful API

這是NodeJS最理想的應用場景,能夠處理數萬條鏈接,自己沒有太多的邏輯,只須要請求API,組織數據進行返回便可。它本質上只是從某個數據庫中查找一些值並將它們組成一個響應。因爲響應是少許文本,入站請求也是少許的文本,所以流量不高,一臺機器甚至也能夠處理最繁忙的公司的API需求。

2. 統一Web應用的UI層

目前MVC的架構,在某種意義上來講,Web開發有兩個UI層,一個是在瀏覽器裏面咱們最終看到的,另外一個在server端,負責生成和拼接頁面。

不討論這種架構是好是壞,可是有另一種實踐,面向服務的架構,更好的作先後端的依賴分離。若是全部的關鍵業務邏輯都封裝成REST調用,就意味着在上層只須要考慮如何用這些REST接口構建具體的應用。那些後端程序員們根本不操心具體數據是如何從一個頁面傳遞到另外一個頁面的,他們也不用管用戶數據更新是經過Ajax異步獲取的仍是經過刷新頁面。

3. 大量Ajax請求的應用

例如個性化應用,每一個用戶看到的頁面都不同,緩存失效,須要在頁面加載的時候發起Ajax請求,NodeJS能響應大量的併發請求。  總而言之,NodeJS適合運用在高併發、I/O密集、少許業務邏輯的場景。

五. 結尾

其實NodeJS能實現幾乎一切的應用,咱們考慮的點只是適不適合用它來作。

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