Node.js自学完全总结
零、什么是Node.js?
引用Node.js官方网站的解释如下:
Node.js® is a JavaScript runtime built on Chrome\’s V8 JavaScript engine. Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient.
翻译成中文就是:
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,使其轻量又高效。
1、 运行环境(Runtime)
如果做一个类比,Node.js与JavaScript关系,就像JDK(Java Development Kit)与Java的关系。
总的来说,Node.js不是一门语言,而是用来进行Web开发的Runtime。
2、事件驱动(Event-driven)
在前端web开发中比较常见的事件驱动例子是,给一个按钮绑定一个事件处理程序,这个事件处理程序就是事件驱动的,JavaScript进程并不知道什么时候调用它,点击按钮,触发Click事件,此时主程序得到相应的通知,就知道调用绑定的的事件处理程序了。
因为Node.js是JavaScript的Runtime,所以天然就可以使用这种模式通知主进程的I/O 完成。
3、非阻塞式 I/O(Non-blocking I/O)
阻塞:I/O 时进程休眠等待 I/O 完成后进行下一步
非阻塞:I/O 时函数立即返回,进程不等待I/O 完成
一、Node.js 究竟好在哪里?
1、为什么偏爱Node.js
① 前端需求变得重要、职责范围变大,统一开发体验
② 在处理高并发、I/O 密集型场景性能优势明显
Node.js 使用了事件驱动和非阻塞的 I/O 模型,使 Node 轻量高效,非常适合 I/O 密集的 Web 场景。
CPU密集型 VS I/O密集型
CPU密集型:计算等逻辑判断的操作,如:压缩、解压、加密和解密等。
I/O 密集型:存取设备,网络设施的读取操作,如:文件的存取,http等网络操作,数据库操作等。
2、Web常见场景
① 静态资源读取
html,css,js等文件的读取
② 数据库操作
把数据存取到物理设磁盘或内存中
③ 渲染页面
读取模板文件,根据数据生成html
3、高并发应对之道
高并发,简而言之就是单位时间内访问量特别大。
对应生活中的场景,一家菜馆做菜招待顾客,老板刚开始就雇了一个厨师,做菜好吃不贵,顾客很多,顾客排好一条队,然后顾客选好菜,厨师拿到菜单开始做菜,做好菜,给顾客端上来,再招待下个顾客。
客人增多,一个厨师忙不过来了,老板于是又招了2个厨师,这样顾客可以排3条队,快了很多。
随着菜馆名气增大,顾客越来越多,老板本想再用之前的方法多招几个厨师,但是老板想,多招厨师好像不太划算,有些厨师做饭快,有些做饭慢,经过调查,老板发现做饭快2倍的厨师只需要花费原来厨师工资的1.5倍,于是精明的老板炒掉了原来的3个厨师,招来了比原来厨师做饭速度快2倍的另外3个厨师,菜馆比之前运转的更好了。
回到Web开发场景,厨师就是物理服务器,应对高并发的方法如下:① 增加机器数
机器多了,流量还是一样的大,通过Nginx负载均衡分到不同的机器上处理
② 增加每台机器的CPU数——多核
单位机器,核数增多,运算能力增强了
4、进程与线程
进程在百度百科中的解释如下:
进程(Process)是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位。
换成正常的人话就是:电脑桌面的程序,如QQ音乐,当我们双击图标时,实际上是把这个程序加载到内存中执行,我们称这个执行中的程序就是进程,操作系统都是用进程作为基本单位进行分配和调度的。
多进程:启动多个进程,多个进程可以一块执行多个任务。
线程,进程内一个相对独立的、可调度的执行单元,与同属一个进程的线程共享进程的资源。
多线程,启动一个进程,在一个进程内启动多个线程,这样,多个线程也可以一块执行多个任务。
5、Node.js工作模型
传统的server处理请求(如多线程高并发模式的Apache)对应生活中的场景,如下:
一个老板开了一家饭店,不同于之前那个菜馆,这家的每个厨师配备了一个服务员,专门负责点菜,然后把菜单给厨师,厨师负责做菜,做完后给服务员,服务员端给客人,然后再接待顾客队伍中的下一个。
如果这个饭店是Web的话,点菜这个动作很快,相当于CPU的运算,如访问一个静态资源,CPU运算后知道是哪个文件了,去相应盘读取,类似于厨师做饭,是一个相对较慢的阻塞I/O操作,当顾客很多时候就相当于高并发了。忙不过来的时候,可以选择增加厨师数量和服务员数量,即并发多进程处理多个请求的概念。
但是这个饭店老板慢慢发现,增加服务员和厨师的同时,饭店的空间是有限的,慢慢的变得拥挤(阻塞),而且更为头疼的是另一个问题:服务员太悠闲了,2分钟就把点菜的事干完了,厨师做菜10分钟,那他就有8分钟在那干等着,没事干,因为厨师没把菜做完给他,他也不能接待下一个顾客。
同样类似于Apache开发web时候,CPU分配的最大进程数是有限的,并不能没完没了的分配进程的,并发到一定数目的时候,必须得排队(阻塞)了,更大的问题是,CPU处理的速度远远快于I/O,在Web场景中,CPU运用场景很少,大头都在I/O上,CPU大部分进程情况下都是在等待,等待I/O,CPU的资源被浪费掉了,相当于饭店的服务员一直干等着没事干。
Node.js很好的解决了上面的问题