初識 Node.js

簡介

Node.js 專注于實現 web 高性能的服務器,是一個讓 JavaScript 運行在服務器上的平臺。他使用 Chrome 瀏覽器的 V8 引擎作為 JS 代碼的解釋工具,底層使用 C++ 進行開發,而 V8 引擎也正是基于 C++ 開發的。

Node.js 并不是一種新的語言,他是基于 JavaScript 實現的,但是他讓 JavaScript 煥發出了新的活力,將 JavaScript 的觸角伸到了服務器端。

Node.js 和傳統的服務器端程序的最大區別在于 Node.js 沒有 Web 容器的概念。一般來服務器程序比如 PHP、JSP、Python、Perl、Ruby 等都需要運行在 Web 容器中才能被訪問,最常用的 Web 容器比如說 Apache、Nginx 等。但是 Node.js 沒有!通過對于頂層路由的設計能夠制定出很簡潔清晰的 URL。

特點一:單線程

Node.js 的另一大特點在于他是單線程的,整個 Node.js 程序運行在單一的一個線程上。

一個 Java Web 項目,用戶發起請求會為其創建一個線程,而每一線程都需要占用一定的內存,所有對于服務器的要求會隨著用戶數的增加而增加,硬件成本也相應提高。同時使用多線程會存在上下文切換和線程銷毀的開銷,如果使用單線程就能避免這些應為多線程帶來的系統開銷,提高系統運行效率。

Node.js 不會為每個用戶創建一個新的線程,而是使用同一個線程接收所有的請求。使用一個線程在面對多個用戶請求時,Node 不能像多線程那樣并行地對其進行處理。在單線程上我們順次執行程序,在一個請求沒有執行完的時候,線程就會阻塞,下一個請求就無法進行。

特點二:非阻塞式 IO

為了應付單線程的阻塞問題,Node 使用了非阻塞 I/O 機制。

處理一個請求時最耗時的操作是各種 I/O 操作,最頻繁的就是對數據庫的讀寫操作,或者是對文件的讀寫操作。在單線程中如果執行到 I/O 操作,則線程會在此阻塞等待返回結果。

Node 為了應付費時的 I/O 操作使用了非阻塞 I/O 模式。當程序一旦執行到了 I/O 操作的部分,則立即將 I/O 操作交給回調函數,自己則繼續執行后面的程序。

這里就有兩點需要注意的。

一是執行回調函數之后的代碼不能依賴回調函數的結果。比如用戶登錄的操作,需要查詢數據庫驗進行校驗,之后的登錄操作需要依賴回調的結果,此時必須等待返回校驗結果才能進行登錄操作。

二是執行回調函數之后何時再繼續執行。所以必須要有事件循環,回過頭來繼續執行操作,就需要不斷檢查線程上有沒有沒有處理完的事件,排隊實現他們。

因此 Node 的這條線程一直處于運行狀態不會阻塞,CPU 的利用率一直很高。

特點三:事件驅動

Node 的第三個特點就是事件驅動。也就是前面講的在線程執行 A 操作的過程中采用回調函數的形式轉而處理 B 事件,在 B 事件處理完之后再去執行 B,如網上一張圖片所示:

事件驅動

事件在循環執行之中,當遇到 I/O 操作則采用回調函數處理,處理完的事件則會排隊等候再次執行,形成了一個個的事件環

Node 通過非阻塞 I/O 的機制和事件驅動的方式讓單線程的程序實現了多線程的效果。讓一個線程永遠處于忙碌的狀態,不會造成資源的浪費。這樣就能降低硬件的成本卻不會影響程序執行的效率。

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