Node.js綜述

時間 2019-11-26

標籤 node.js node 綜述欄目 Node.js 简体版

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前言

本綜述文章旨在幫助讀者深刻理解下Node.js的本質，不去關注應用的細節，我認爲真正的技術問題只有在動手寫代碼的時候纔會遇到，那個階段解決問題纔是真正有意義的。

發展史

Node.js是Ryan Dahl 2009年對外發布的開源醒目，後來該項目被Joyent公司注意到並於2010年成爲Joyent公司的一個子項目。2016年微軟與Joyent公司合做，Node.js在windows上獲得支持。

目前Node.js的版本爲V6.11，周圍已經造成了一個龐大的生態系統。

特性分析

Node.js is a JavaScript runtime built on Chrome's V8 JavaScript engine. Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient. Node.js' package ecosystem, npm, is the largest ecosystem of open source libraries in the world.

上面是Node.js的官方描述，其中包含了Node.js最突出的特色。

一、Javascript runtime

這個描述解答了Node.js是什麼的問題。它是一個Javascript 運行環境，相似於JVM之於Java，Node.js負責將Javascript轉化爲計算機能夠識別的機器語言，同時對外提供API。傳統上javascript依附於瀏覽器運行：

Node.js捨棄了瀏覽器，直接與js引擎對接，經過js引擎提供的API，Node.js能夠完成其餘後端語言（java）所能完成的一切功能，例如文件操做、網絡通訊、設備管理等等。

下面說下Node.js所採用的js引擎——V8，這是目前世界上最快的js引擎，來自於Google Chrome項目，用C++語言編寫，憑藉Goole強大的技術支持，它的執行速度已經接近本地代碼的執行速度。

除了V8之外，Node.js的仍是用了libev和libio庫支持事件驅動和異步IO，如圖所示，libuv是在libev和libeio的基礎上抽象出的一層，對於POSIX系統，libuv利用epoll或者kqueue，而在Windows系統中，libuv使用了IOCP機制，以在不一樣的平臺下實現統一的高性能。

二、non-blocking IO and event-driven

先說說非阻塞IO，假設一個請求要讀取數據庫，db.query(select * from table)，這個過程涉及磁盤讀取與網絡通訊，耗時很長，下面是幾種服務器處理方式。

(1)若是是單線程+阻塞處理，線程會等待數據讀取完畢才繼續處理，同時後續的請求也得等待，這樣的系統是不能忍受的。

(2)好在如今的後端容器都是支持多線程+阻塞的，其解決思路以下：

等待數據的線程繼續等待，若是有新請求就從新建立一個線程，把cpu讓給新的線程，待原線程獲得數據後再把cpu切換給原線程。這樣作有什麼缺點麼？

一是大量請求的狀況下線程數目不斷增長，浪費大量系統資源。

二是CPU在處理上下文切換的時候也浪費了很多時間。

(3)Node.js的解決思路則徹底不同。它被設計成單線程+非阻塞的。

全部的請求都在一個線程處理，一旦遇到耗時的請求，cpu不等待數據返回，而是接着處理後續的請求。那麼問題來了，前面請求的數據到達後，如何返回給前端呢?這就要牽扯到Node.js的另一個特性——事件驅動。

在上面的簡化模型中，全部的請求會依次進入線程的處理循環中，每一個請求自帶回調函數，當耗時請求接受完數據後，回調函數自動被調用，從新進去循環處理，直到數據被返回給前端。

這樣能讓單個CPU充分運行起來，沒有絲毫等待，同時避免了在不一樣的線程中頻繁切換引發的浪費。根據統計，Node.js相對傳統的PHP+Nginx，在性能上有明顯提高。

這種設計思路就是爲微服務web系統而生的，由於web服務的特色就是請求密集、計算量小、要求快速響應。