Node.js的特點(diǎn)和應(yīng)用場景介紹
Node.js應(yīng)該是當(dāng)今最火熱的技術(shù)之一。本文主要介紹Node.js的特點(diǎn)及應(yīng)用場景。
Node.js是一個(gè)基于Chrome JavaScript運(yùn)行時(shí)建立的一個(gè)平臺，用來方便地搭建快速的 易于擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。Node.js借助事件驅(qū)動，非阻塞I/O模型變得輕量和高效，非常適合 運(yùn)行在分布式設(shè)備的數(shù)據(jù)密集型實(shí)時(shí)應(yīng)用。
1. 特點(diǎn)
1.1 異步I/O
所謂的異步I/O，是相對同步I/O而言的。程序執(zhí)行過程中必然要進(jìn)行很多I/O操作，如讀寫文件、輸入輸出、請求響應(yīng)等等。通常來說，I/O操作是非常費(fèi)時(shí)的。例如在傳統(tǒng)的編程模式中，你要讀一個(gè)幾G的文件，整個(gè)線程都暫停下來，等待文件讀完后繼續(xù)執(zhí)行。換言之，I/O操作阻塞了代碼的執(zhí)行，極大地降低了程序的效率。
關(guān)于異步I/O，其實(shí)對于前端工程師來說并不陌生，因?yàn)榘l(fā)起Ajax請求就是最常見的一種“異步”調(diào)用。在Node中，以讀取文件（讀文件是一種耗時(shí)的I/O操作）為例，它與發(fā)起Ajax請求的寫法很像：
var fs = require('fs');
fs.readFile('/path', function(err, file) {
console.log('讀取文件完成');
});
console.log('開始讀取文件');
上述代碼在調(diào)用fs.readFile后，后續(xù)代碼是被立即執(zhí)行的，“讀取文件完成”的時(shí)刻是無法預(yù)知的。當(dāng)線程遇到I/O操作時(shí)不會以阻塞的方式等待I/O操作結(jié)束，而只是將I/O請求發(fā)送給操作系統(tǒng)，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)語句。當(dāng)操作系統(tǒng)完成I/O操作時(shí)以事件的形式通知執(zhí)行I/O操作的線程，線程會在特定時(shí)間處理這個(gè)事件。
1.2 事件循環(huán)與回調(diào)函數(shù)
所謂事件循環(huán)是指Node會把所有的異步操作使用事件機(jī)制解決，有個(gè)線程在不斷地循環(huán)檢測事件隊(duì)列。事件循環(huán)會檢查事件隊(duì)列中有沒有未處理的事件，直到程序結(jié)束。事件的編程方式具有輕量級、松耦合、只關(guān)注事務(wù)點(diǎn)等優(yōu)勢，但是在多個(gè)異步任務(wù)的場景下，事件與事件之間各自獨(dú)立，如何協(xié)作是一個(gè)問題。在Javascript中，回調(diào)函數(shù)無處不在，回調(diào)函數(shù)是最好的接受異步調(diào)用返回?cái)?shù)據(jù)的方式。
1.3 單線程
Node保持了JS在瀏覽器中單線程的特點(diǎn)。單線程的最大好處是不用像多線程編程那樣出處在意狀態(tài)的同步問題，沒有死鎖的存在，也沒有線程上下文切換的開銷。單線程也有其弱點(diǎn)，主要表現(xiàn)在三方面：無法利用多核CPU；錯(cuò)誤會引起整個(gè)應(yīng)用退出，應(yīng)用的健壯性值得考研；大量計(jì)算會占用CPU導(dǎo)致無法繼續(xù)調(diào)用異步I/O。
為了解決上述問題，Node采用了與HTML5 Web Workers相同的思路，使用child_process來解決但單線程中大計(jì)算量的問題。通過將計(jì)算分發(fā)到各個(gè)子進(jìn)程，可以將大量計(jì)算分解掉，然后再通過進(jìn)程之間的事件消息來傳遞結(jié)果。
1.4 跨平臺
Node是跨平臺的，即同樣的一套JS代碼都可以部署運(yùn)行在Windows、Linux、OSX等平臺。這主要得益于Node在操作系統(tǒng)與Node上層模塊系統(tǒng)之間構(gòu)建了一層平臺層架構(gòu)libuv。
2. 應(yīng)用場景
1)、實(shí)時(shí)應(yīng)用：如在線聊天，實(shí)時(shí)通知推送等等（如socket.io）
2)、分布式應(yīng)用：通過高效的并行I/O使用已有的數(shù)據(jù)
3)、工具類應(yīng)用：海量的工具，小到前端壓縮部署（如grunt），大到桌面圖形界面應(yīng)用程序
4)、游戲類應(yīng)用：游戲領(lǐng)域?qū)?shí)時(shí)和并發(fā)有很高的要求（如網(wǎng)易的pomelo框架）
5)、利用穩(wěn)定接口提升Web渲染能力
6)、前后端編程語言環(huán)境統(tǒng)一：前端開發(fā)人員可以非常快速地切入到服務(wù)器端的開發(fā)（如著名的純Javascript全棧式MEAN架構(gòu)）
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