Node.js 与前端开发
Node.js 是什么
Node.js 诞生于 2009 年,由 Joyent 的员工 Ryan Dahl 开发而成, 目前官网最新版本已经更新到 12.0.0版本,最新稳定的是10.15.3。Node.js 不是一门语言也不是框架,它只是基于 Google V8 引擎的 JavaScript 运行时环境,同时结合 Libuv 扩展了 JavaScript 功能,使之支持 io、fs 等只有语言才有的特性,使得 JavaScript 能够同时具有 DOM 操作(浏览器)和 I/O、文件读写、操作数据库(服务器端)等能力,是目前最简单的全栈式语言。
这里我们可以简单理解Node.js是一个内置有chrome V8引擎的JavaScript运行环境,他可以使原本在浏览器中运行的JavaScript有能力跑后端,从而操作我们数据库,进行文件读写等。
目前市面上高密集的I/O模型,比如 Web 开发,微服务,前端构建等都有做Node.js的身影。不少大型网站都是使用 Node.js 作为后台开发语言的,比如 淘宝 双十一、去哪儿网 的 PC 端核心业务等。另外我们一些前端工具譬如VSCode,webpack等也是有Node.js开发。
Node.js的包管理工具,npm已经成为世界开源包管理中最大的生态,功能强大,目前单月使用者接近1000万。
Node.js 的应用场景
- 前端工程化
- Web 服务端应用
- Electron等 跨端桌面应用
前端工程化
- Bundle:webpack,vite,esbuild,parcel
- Uglify:uglifyjs
- Transpile:bablejs,typescript
- 其他语言加入竞争:esbuild,parcel,prisma
- 现状:难以替代
Web 服务端应用
- 学习曲线平缓,开发效率较高
- 运行效率接近常见的编译语言
- 社区生态丰富及工具链成熟 ( npm,V8 inspector)
- 与前端结合的场景会有优势 (SSR)
- 现状:竞争激烈,Node.js 有自己独特的优势
跨端桌面应用
- 商业应用:vscode,slack,discord,Zoom
- 大型公司内的效率工具
- 现状:大部分场景在选型时,都值得考虑
Node.js 运行时结构
V8、libuv
- V8:JavaScript Runtime,.诊断调试工具((inspector))
- libuv:eventloop(事件循环),syscall(系统调用)
- 举例:用 node-fetch 发起请求时
特点-异步 I/O
当 Node.js 执行 I/O 操作时,会在响应返回后恢复操作,而不是阻塞线程并占用额外内存等待
特点-单线程
- JS单线程
- 实际:JS 线程+uv 线程池+V8 任务线程池+V8 Inspector线程
- 优点:不用考虑多线程状态同步问题,也就不需要锁;同时还能比较高效地利用系统资源;
- 缺点:阻塞会产生更多负面影响
- 解决办法:多进程或多线程
特点-跨平台
- 跨平台 (大部分功能、api)
- Node.js 跨平台 + JS 无需编译环境 (+Web 跨平台 + 诊断工具跨平台)
- 开发成本低 (大部分场景无需担心跨平台问题),整体学习成本低
Http Server
Debug
- V8 Inspector:开箱即用、特性丰富强大、与前端开发一致、跨平台
- node --inspect
- open http://localhost:9229/json
- ndb
- 是一种改进的node.js调试体验,由chrome开发工具启用
- 场景:
- 查看console.log内容
- breakpoint
- 高 CPU、死循环:cpuprofile
- 高内存占用:heapsnapshot
- 性能分析
部署
- 部署要解决的问题
- 守护进程:当进程退出时,重新拉起
- 多进程:cluster便捷地利用多进程
- 记录进程状态,用于诊断
- 如 PM2
- 容器环境
- 通常有健康检查的手段,只需考虑多核cpu利用率即可
延伸
WASM、NAPI
- Node.js(因为V8)是执行WASM代码的天然容器,和浏览器WASM是同一运行时,同时Node.js支持WASl
- NAPI 执行 C 接口的代码 ( C/C++/Rust ), 同时能保留原生代码的性能。
- 不同编程语言间通信的一种方案。
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