Node基础

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

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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
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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
  • 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。