Node.js 能够作什么

2022年05月11日 阅读数:4
这篇文章主要向大家介绍Node.js 能够作什么,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。

摘自百度百科:javascript

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。 Node.js 使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型。 css

Node 是一个让 JavaScript 运行在服务端的开发平台,它让 JavaScript 成为与PHPPythonPerlRuby 等服务端语言分庭抗礼的脚本语言。 发布于2009年5月,由Ryan Dahl开发,实质是对Chrome V8引擎进行了封装。html

Node对一些特殊用例进行优化,提供替代的API,使得V8在非浏览器环境下运行得更好。V8引擎执行Javascript的速度很是快,性能很是好。Node是一个基于Chrome JavaScript运行时创建的平台, 用于方便地搭建响应速度快、易于扩展的网络应用。Node 使用事件驱动, 非阻塞I/O 模型而得以轻量和高效,很是适合在分布式设备上运行数据密集型的实时应用。前端

 

官网(中文)入口:http://nodejs.cn/java

 

正文


 从零开始nodejs系列文章, 将介绍如何利Javascript作为服务端脚本,经过Nodejs框架web开发。Nodejs框架是基于V8的引擎,是目前速度最快的 Javascript引擎。chrome浏览器就基于V8,同时打开20-30个网页都很流畅。Nodejs标准的web开发框架Express,能够帮 助咱们迅速创建web站点,比起PHP的开发效率更高,并且学习曲线更低。很是适合小型网站,个性化网站,咱们本身的Geek网站!!node

 

概述:mysql

NodeJS宣称其目标是“旨在提供一种简单的构建可伸缩网络程序的方法”,那么它的出现是为了解决什么问题呢,它有什么优缺点以及它适用于什么场景呢?
  本文就我的使用经验对这些问题进行探讨。linux

一. NodeJS的背景git

咱们先来看看NodeJS官网上的介绍:程序员

 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.

其特色为:

  •   它是一个Javascript运行环境
  •   依赖于Chrome V8引擎进行代码解释
  •   事件驱动
  •   非阻塞I/O
  •   轻量、可伸缩,适于实时数据交互应用
  •   单进程,单线程

  Node.js的是创建在Chrome的JavaScript的运行时,可方便地构建快速,可扩展的网络应用程序的平台。Node.js使用事件驱动,非阻塞I/O模型,轻量、高效,能够完美地处理时时数据,运行在不一样的设备上。

 1.1. 谁在用Nodejs?

  从Nodejs官方网站的企业登记页(https://github.com/joyent/node/wiki/Projects,-Applications,-and-Companies-Using-Node),包括咱们熟知的公司有LinkedIn, Yahoo, Paypal, eBay, Walmart,Groupon 还有不少的中小型公司,国内的公司如雪球、淘宝、网易、百度等也都有不少项目运行在Node.js之上。

  这些公司不只是尝试在用,并且都在向Nodejs迁移。截止到2014年6月本文发稿时,已经有79693包在npm.org上面发布,并且这个数字还在快速增加中。

 

  那么接下来,你们确定都会问为何要是用Nodejs呢?

  1.2. 为何要用Nodejs?

  从我使用体会来讲,Node有4大优点

咱们先来看看NodeJS官网上的介绍:

  1. Nodejs基于Javascript语言,不用再单独新学一门陌生的语言,从而减低了学习的门槛。同时,Javascript语言在Web前端开发中至 关重要,特别HTML5的应用必需要使用,因此先后台统一语言,不只能够实现程序员的全栈开发,还能够统一公共类库,代码标准化。单凭这一 点,Nodejs就已经赢得市场的青睐了。
  2. Nodejs并无从新开发运行时环境,而是选择了目前最快的浏览器内核V8作为执行引擎,保证了Nodejs的性能和稳定性。
  3. Nodejs的开发很是高效,并且代码简单,得意于Nodejs的单线程机制。而Nodejs的另外一个特色异步编程,让Nodejs处理IO密集型应用有了明显的优点。我的感受,用Nodejs比Java作Web开发要高效10倍,比PHP的代码还要简单。
  4. Nodejs的社区在壮大,不只包的数量在快速增长,并且包的质量也要明显好于其余语言的。不少明星级的包,都是简单而灵巧的,为了开发者的使用习惯而设 计。我最经常使用到的工具包,如socket.io, moment.js, underscore.js, async.js, express.js, bower.js, grunt.js, forever.js…,确实在改变我之前的编程习惯。

  固然,除了我使用Nodejs的理由,不少公司也都有本身的使用理由。

ebay选择Nodejs的理由,能够概括为如下4点:

  • 动态语言:开发效率很是高,并有能力构建复杂系统,如ql.io。
  • 性能和I/O负载:Nodejs很是好的解决了IO密集的问题,经过异步IO来实现。
  • 链接的内存开销:每一个Node.js进程能够支持超过12万活跃的链接,每一个链接消耗大约2K的内存。
  • 操做性:实现了Nodejs对于内存堆栈的监控系统。

 

二. NodeJS带来的对系统瓶颈的解决方案

它的出现确实能为咱们解决现实当中系统瓶颈提供了新的思路和方案,下面咱们看看它能解决什么问题

1. 并发链接

举个例子,想象一个场景,咱们在银行排队办理业务,咱们看看下面两个模型

(1)系统线程模型:
  

                   

 

这种模型的问题显而易见,服务端只有一个线程,并发请求(用户)到达只能处理一个,其他的要先等待,这就是阻塞,正在享受服务的请求阻塞后面的请求了

(2)多线程、线程池模型:

这个模型已经比上一个有所进步,它调节服务端线程的数量来提升对并发请求的接收和响应,但并发量高的时候,请求仍然须要等待,它有个更严重的问题:
  回到代码层面上来说,咱们看看客户端请求与服务端通信的过程:

服务端与客户端每创建一个链接,都要为这个链接分配一套配套的资源,主要体现为系统内存资源,以PHP为例,维护一个链接可能须要20M的内存
  这就是为何通常并发量一大,就须要多开服务器

那么NodeJS是怎么解决这个问题的呢?
  咱们来看另一个模型,想象一下咱们在快餐店点餐吃饭的场景

(3)异步、事件驱动模型
  

 

咱们一样是要发起请求,等待服务器端响应;可是与银行例子不一样的是,此次咱们点完餐后拿到了一个号码,
  拿到号码,咱们每每会在位置上等待,而在咱们后面的请求会继续获得处理,一样是拿了一个号码而后到一旁等待,接待员能一直进行处理。
  等到饭菜作号了,会喊号码,咱们拿到了本身的饭菜,进行后续的处理(吃饭)
  这个喊号码的动做在NodeJS中叫作回调(Callback),能在事件(烧菜,I/O)处理完成后继续执行后面的逻辑(吃饭),
  这体现了NodeJS的显著特色,异步机制、事件驱动
  整个过程没有阻塞新用户的链接(点餐),也不须要维护已经点餐的用户与厨师的链接

基于这样的机制,理论上陆续有用户请求链接,NodeJS均可以进行响应,所以NodeJS能支持比Java、PHP程序更高的并发量
  虽然维护事件队列也须要成本,再因为NodeJS是单线程,事件队列越长,获得响应的时间就越长,并发量上去仍是会力不从心
  
  总结一下NodeJS是怎么解决并发链接这个问题的:
  更改链接到服务器的方式,每一个链接发射(emit)一个在NodeJS引擎进程中运行的事件(Event),放进事件队列当中,
  而不是为每一个链接生成一个新的OS线程(并为其分配一些配套内存)

2. I/O阻塞

NodeJS解决的另一个问题是I/O阻塞,看看这样的业务场景:须要从多个数据源拉取数据,而后进行处理

(1)串行获取数据,这是咱们通常的解决方案,以PHP为例

 

                   

假如获取profile和timeline操做各须要1S,那么串行获取就须要2S

(2)NodeJS非阻塞I/O,发射/监听事件来控制执行过程

 

                

NodeJS遇到I/O事件会建立一个线程去执行,而后主线程会继续往下执行的,
  所以,拿profile的动做触发一个I/O事件,立刻就会执行拿timeline的动做,
  两个动做并行执行,假如各须要1S,那么总的时间也就是1S
  它们的I/O操做执行完成后,发射一个事件,profile和timeline,
  事件代理接收后继续往下执行后面的逻辑,这就是NodeJS非阻塞I/O的特色

总结一下:
  Java、PHP也有办法实现并行请求(子线程),但NodeJS经过回调函数(Callback)和异步机制会作得很天然

 

 

三. NodeJS的优缺点

3.1 优势:

1. 高并发(最重要的优势)
2. 适合I/O密集型应用

3.2 缺点:

 1. 不适合CPU密集型应用;CPU密集型应用给Node带来的挑战主要是:因为JavaScript单线程的缘由,若是有长时间运行的计算(好比大循环),将会致使CPU时间片不能释放,使得后续I/O没法发起;
    解决方案:分解大型运算任务为多个小任务,使得运算可以适时释放,不阻塞I/O调用的发起;
 2. 只支持单核CPU,不能充分利用CPU
 3. 可靠性低,一旦代码某个环节崩溃,整个系统都崩溃
    缘由:单进程,单线程
    解决方案:(1)Nnigx反向代理,负载均衡,开多个进程,绑定多个端口;
         (2)开多个进程监听同一个端口,使用cluster模块;
 4. 开源组件库质量良莠不齐,更新快,向下不兼容
 5. Debug不方便,错误没有stack trace


3.3 Nodejs不适合的领域

  每一种语言或平台都有不擅长领域,对于Nodejs来讲最不擅长的领域在于CPU和内存的编程操做。

  • 1. 计算密集型应用,让Javascript和C去拼计算性能,估计是不可能赢的。
  • 2. 内存控制,让Javascript和Java比较复杂数据类型定义,也是很困难的。由于Javascript的面向对象是基于JSON的,而Java是直接使用内存结构。因此,经过JSON序列化和反序列的过程控制内存,Javascript就已经输了。
  • 3. 大内存的应用,因为V8引擎有内存设计的限制,32位环境中最大堆是1G,64位环境中最大堆也不到2G,若是要一次读入10G数据,对于Nodejs来讲也没法实现。
  • 4. 静态服务器,虽然Nodejs的优点在IO密集集应用,可是和Nginx的处理静态资源仍是有很大的差距。
  • 5. 不须要异步的应用:好比系统管理,自行化脚本等,仍是Python更顺手,Nodejs的异步调用可能会给编程带来一些麻烦。

 

3.4 适合NodeJS的场景(15个Nodejs应用场景

3.4.1.  RESTful API

这是NodeJS最理想的应用场景,能够处理数万条链接,自己没有太多的逻辑,只须要请求API,组织数据进行返回便可。
  它本质上只是从某个数据库中查找一些值并将它们组成一个响应。
  因为响应是少许文本,入站请求也是少许的文本,所以流量不高,一台机器甚至也能够处理最繁忙的公司的API需求。

3.4.2. 统一Web应用的UI层

目前MVC的架构,在某种意义上来讲,Web开发有两个UI层,一个是在浏览器里面咱们最终看到的,另外一个在server端,负责生成和拼接页面。 

                                   

不讨论这种架构是好是坏,可是有另一种实践,面向服务的架构,更好的作先后端的依赖分离。
  若是全部的关键业务逻辑都封装成REST调用,就意味着在上层只须要考虑如何用这些REST接口构建具体的应用。
  那些后端程序员们根本不操心具体数据是如何从一个页面传递到另外一个页面的,他们也不用管用户数据更新是经过Ajax异步获取的仍是经过刷新页面 

                                           

 3.4.3. 大量Ajax请求的应用

例如个性化应用,每一个用户看到的页面都不同,缓存失效,须要在页面加载的时候发起Ajax请求,NodeJS能响应大量的并发请求

 NodeJS能响应大量的并发请求

 

3.4.4 咱们已经对Nodejs有了初步的了解,接下来看看Nodejs的应用场景。

       3.4.4.1  Web开发:Express + EJS + Mongoose/MySQL

 express 是轻量灵活的Nodejs Web应用框架,它能够快速地搭建网站。Express框架创建在Nodejs内置的Http模块上,并对Http模块再包装,从而实际Web请求处理的功能。

 ejs 是一个嵌入的Javascript模板引擎,经过编译生成HTML的代码。

 mongoose 是MongoDB的对象模型工具,经过Mongoose框架,能够进行访问MongoDB的操做。

 mysql 是链接MySQL数据库的通讯API,能够进行访问MySQL的操做。

 一般用Nodejs作Web开发,须要3个框架配合使用,就像Java中的SSH。
 

                              

  3.4.4.2 REST开发:Restify

  restify 是一个基于Nodejs的REST应用框架,支持服务器端和客户端。restify比起express更专一于REST服务,去掉了express中的template, render等功能,同时强化了REST协议使用,版本化支持,HTTP的异常处理。

                              

  

      3.4.4.3 Web聊天室(IM):Express + Socket.io

  socket.io一个是基于Nodejs架构体系的,支持websocket的协议用于时时通讯的一个软件包。socket.io 给跨浏览器构建实时应用提供了完整的封装,socket.io彻底由javascript实现。

                                

  3.4.4.4 Web爬虫:Cheerio/Request

  cheerio 是一个为服务器特别定制的,快速、灵活、封装jQuery核心功能工具包。Cheerio包括了 jQuery核心的子集,从jQuery库中去除了全部DOM不一致性和浏览器不兼容的部分,揭示了它真正优雅的API。Cheerio工做在一个很是简 单,一致的DOM模型之上,解析、操做、渲染都变得难以置信的高效。基础的端到端的基准测试显示Cheerio大约比JSDOM快八倍(8x)。 Cheerio封装了@FB55兼容的htmlparser,几乎可以解析任何的 HTML 和 XML document。

                                    

  3.4.4.5 Web博客:Hexo

 Hexo 是一个简单地、轻量地、基于Node的一个静态博客框架。经过Hexo咱们能够快速建立本身的博客,仅须要几条命令就能够完成。

  发布时,Hexo能够部署在本身的Node服务器上面,也能够部署github上面。对于我的用户来讲,部署在github上好处颇多,不只能够省 去服务器的成本,还能够减小各类系统运维的麻烦事(系统管理、备份、网络)。因此,基于github的我的站点,正在开始流行起来….

                                 

 

 

  3.4.4.6 Web论坛: nodeclub

 Node Club 是用 Node.js 和 MongoDB 开发的新型社区软件,界面优雅,功能丰富,小巧迅速, 已在Node.js 中文技术社区 CNode 获得应用,但你彻底能够用它搭建本身的社区。

                       

  3.4.4.7 Web幻灯片:Cleaver

    Cleaver 能够生成基于Markdown的演示文稿。若是你已经有了一个Markdown的文档,30秒就能够制做成幻灯片。Cleaver是为Hacker准备的工具。

                                

  3.4.4.8 前端包管理平台: bower.js

    Bower 是 twitter 推出的一款包管理工具,基于nodejs的模块化思想,把功能分散到各个模块中,让模块和模块之间存在联系,经过 Bower 来管理模块间的这种联系。

                            

  3.4.4.9 OAuth认证:Passport

 Passport项 目是一个基于Nodejs的认证中间件。Passport目的只是为了“登录认证”,所以,代码干净,易维护,能够方便地集成到其余的应用中。Web应用 通常有2种登录认证的形式:用户名和密码认证登录,OAuth认证登录。Passport能够根据应用程序的特色,配置不一样的认证机制。本文将介绍,用户 名和密码的认证登录。

                                

  3.4.4.10 定时任务工具: later

  Later 是一个基于Nodejs的工具库,用最简单的方式执行定时任务。Later能够运行在Node和浏览器中。

                                 

 

  3.4.4.11 浏览器环境工具: browserify

 Browserify 的出现可让Nodejs模块跑在浏览器中,用require()的语法格式来组织前端的代码,加载npm的模块。在浏览器中,调用browserify编译后的代码,一样写在<script>标签中。

  用 Browserify 的操做,分为3个步骤。1. 写node程序或者模块, 2. 用Browserify 预编译成 bundle.js, 3. 在HTML页面中加载bundle.js。

                         

  3.4.4.12 命令行编程工具:Commander

  commander 是一个轻巧的nodejs模块,提供了用户命令行输入和参数解析强大功能。commander源自一个同名的Ruby项目。commander的特性:自 记录代码,自动生成帮助,合并短参数(“ABC”==“-A-B-C”),默认选项,强制选项​​,命令解析,提示符。

                            

 

        3.4.4.13 Web控制台工具: tty.js

 tty.js 是一个支持在浏览器中运行的命令行窗口,基于node.js平台,依赖socket.io库,经过websocket与Linux系统通讯。特性:支持多 tab窗口模型; 支持vim,mc,irssi,vifm语法; 支持xterm鼠标事件; 支持265色显示; 支持session。

               

 

  3.4.4.14 客户端应用工具: node-webwit

 Node-Webkit 是NodeJS与WebKit技术的融合,提供一个跨Windows、Linux平台的客户端应用开发的底层框架,利用流行的Web技术 (Node.JS,JavaScript,HTML5)来编写应用程序的平台。应用程序开发人员能够轻松的利用Web技术来实现各类应用程序。Node- Webkit性能和特点已经让它成为当今世界领先的Web技术应用程序平台。

                      

  3.4.4.15 操做系统: node-os

 

 NodeOS 是采用NodeJS开发的一款友好的操做系统,该操做系统是彻底创建在Linux内核之上的,而且采用shell和NPM进行包管理,采用NodeJS不 仅能够很好地进行包管理,还能够很好的管理脚本、接口等。目前,Docker和Vagrant都是采用NodeOS的首个版本进行构建的。

                                 

4、Nodejs学习路线图


咱们看到Nodejs已经被广发地应用在各类的场景了,针对Nodejs的应用场景,咱们应该如何学习Nodejs呢?
如下内容是我整理的文档和教程,每一个软件包对应一篇文章,你们能够根据本身的须要进行阅读,完整的文章列表,能够查看:从零开始nodejs系列文章


项目管理:npm,grunt, bower, yeoman
Web开发:express,ejs,hexo, socket.io, restify, cleaver, stylus, browserify,cheerio
工具包:underscore,moment,connet,later,log4js,passport,passport(oAuth),domain,require,reap,commander,retry
数据库:mysql,mongoose,redis
异步:async,wind
部署:forever,pm2
测试:jasmine,karma
跨平台:rio,tty
内核:cluster,http,request
算法:ape-algorithm(快速排序),ape-algorithm(桶排序)


Nodejs在快速的发展着,软件包版本升级的很快,祝你们在Nodejs的世界里,享受开发的乐趣!

麦子学院Node.js学习教程:http://www.maiziedu.com/wiki/nodejs/route/

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做者:笑极
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来源:简书

做者:小北哥哥和北妈
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来源:CSDN