服务端javascript Node.js

╰半橙微兮° 2022-04-12 06:10 233阅读 0赞

服务端javascript?! 是的，你没有听错，我也没有写错。就是服务端javascript!以前也许我们曾用过或者听说过Google GWT API可以用java实现Web前端，却没有听说过javascript也可以告别浏览器，另谋高就！  
其实微软IIS早就有把javaScript包养的前科咯~ 今天我们不谈变态的微软，就来说说另一种支持后端javascript的技术-Node.js.  
Node.js是大牛Ryan Dahl实现的，它既是用来处理大规模并发网络请求的服务器；又是后端javascript开发工具包。众所周知，javascript是单线程，解释型 的语言。而web应用会面临大量的用户请求，因此快速响应尤为重要。一般web服务器都采用多线程并发编程。然后Node.js既然基于 javascript,它又怎样快速地处理大批量的用户请求呢？这是我看到Node.js首先想到的问题之一！  
  
一、Node背景  
  
Node.js 公开宣称的目标是 “旨在提供一种简单的构建可伸缩网络程序的方法”。当前的服务器程序有什么问题？我们来做个数学题。在 Java™ 和 PHP 这类语言中，每个连接都会生成一个新线程，每个新线程可能需要 2 MB 的配套内存。在一个拥有 8 GB RAM 的系统上，理论上最大的并发连接数量是 4,000 个用户。随着您的客户群的增长，如果希望您的 Web 应用程序支持更多用户，那么，您必须添加更多服务器。当然，这会增加服务器成本、流量成本和人工成本等成本。除这些成本上升外，还有一个潜在技术问题，即 用户可能针对每个请求使用不同的服务器，因此，任何共享资源都必须在所有服务器之间共享。鉴于上述所有原因，整个 Web 应用程序架构（包括流量、处理器速度和内存速度）中的瓶颈是：服务器能够处理的并发连接的最大数量。  
  
Node.js 解决这个问题的方法是：更改连接到服务器的方式。每个连接发射一个在 Node 引擎的进程中运行的事件，而不是为每个连接生成一个新的 OS 线程（并为其分配一些配套内存）。 Node.js 声称它绝不会死锁，因为它根本不允许使用锁，它不会直接阻塞 I/O 调用。 Node.js 还宣称，运行它的服务器能支持数万个并发连接。  
  
二、Node特性  
  
单进程单线程  
  
Node.js采用C++语言编写而成，是一个Javascript的运行环境。据Node.js创始人Ryan Dahl回忆，他最初希望采用Ruby来写Node.js，但是后来发现Ruby虚拟机的性能不能满足他的要求，后来他尝试采用C++ 嵌入 V8（v8本身采用c++开发，故Nodes.js使用C++ 主要是做v8扩展、绑定的一些依赖库 比如libev，libeio ）引擎 。既然不是Javascript应用，为何叫.js呢？因为Node.js是一个Javascript 的运行环境。提到Javascript， 大家首先想到的是日常使用的浏览器，现代浏览器包含了各种组件，包括渲染引擎、Javascript引擎等，其中Javascript引擎负责解释执行网 页中的Javascript代码。提到javascript,web开发者都知道它是一门单线程，解释型的高级语言。它支持闭包，函数式编程，基于事件驱 动，采用回调机制,匿名函数 。。。Node.js延续了javascript风格，当然也采用单进程单线程模式运行。  
  
嵌入 Google Chrome浏览器的V8引擎  
  
V8引擎是google chrome浏览器的javascript解释器，用于解释并执行javascript代码。 google 使用 V8 创建了一个用 C++ 编写的超快解释器，该解释器拥有另一个独特特征；您可以下载该引擎并将其嵌入任何 应用程序。V8 JavaScript 引擎并不仅限于在一个浏览器中运行。因此，Node使用 Google 编写的 V8 JavaScript 引擎，并将其重建为可在服务器上使用。  
  
非阻塞I/O操作  
  
如果你有多线程的编程经验，你一定了解多线程就会存在并发，并发就需要对共享资源进行同步控制。常规的IO操作，在多线程环境中，我们不得不进行阻塞（同 一时刻只能有一个线程进行IO操作）操作。然而Node却不按常规出牌，它就采用单线程模式，并且进行非阻塞IO操作。我就会想，既然它是单线程，它又说 进行的是非阻塞IO操作，这不是矛盾吗？因为稍微有点多线程编程经验的同志都知道要进行多非阻塞的话，那必须是异步执行的，如果异步执行的话，又不得不多 线程运行才能保证异步。那么Node标榜的单线程，非阻塞，异步执行又是怎么做到的呢？这是我想到的问题之二。  
  
基于事件驱动模型  
  
前面说到javascript是一门单线 程，解释型高级语言。它支持闭包，函数式编程，基于事件驱动，采用回调机制，匿名函数等特点。没错，Node就是借鉴了它的所有优点，基于事件驱动模型。 然而什么又是事件驱动模型呢？我们想想javascript事件模型是怎样的呢？javascript内置了系统事件，开发人员为组件注册事件，绑定事件 处理回调函数。当组件触发该事件时，系统会自动调用为组件绑定的事件处理函数。同样Node也采用事件驱动模型， 实际上，服务器端和客户端没有任何区别。没错，这没有按钮点击操作，也没有向文本字段键入的操作，但在一个更高的层面上，事件正在发生。一个连接被建立，这是一个事件！数据通过连接进行接收，这也是一个事件！数据通过连接停止，这还是一个事件！Node 采用了事件轮询（event loop）的架构，并使用一系列非阻塞库支持event loop,本质上就是为文件系统、数据库之类的资源提供接口。当你向文件系统发送一个请求时，无需等待硬盘（寻址并检索文件），硬盘准备好的时候非阻塞接 口会通知Node.简单的说，所有请求以及请求回调函数都将交给Node事件轮询线程，该线程负责在资源操作结束时，回调请求处理函数。需要注意的是资源 操作不在该线程中进行，它将由提供资源接口方处理，待处理完成后通知轮询线程请求已经完成，所以它不会阻塞后续请求，保证了单线程也能实现非阻塞异步请 求，当然处理大批量并发请求也不再是什么问题！（回答了我的疑问）。  
  
  
最后引用百度百科Node.js中的一句话：  
  
Node机制的根本原理是多利用CPU、高速缓存处理相应访问，减少比如像硬盘到内存，或到高速缓存中的检索读取的等待时间。