Nodejs的运⾏原理-科普篇
前⾔
Nodejs⽬前处境稍显尴尬，很多语⾔都已经拥有异步⾮阻塞的能⼒。阿⾥的思路是⽐较合适的，但是必须要注意，绝对不能让node做太多的业务逻辑，他只适合接收⽣成好的数据，然后或渲染后，或直接发送到客户端。
为什么nodejs 还可以成为主流技术哪？
凝胶材料是因为nodejs 对于⼤前端来说还是⾮常重要的技术如果你理解nodejs 的编程原理，很容易就会理解angularjs，reactjs 和vuejs 的设计原理。
NodeJS
Node是⼀个服务器端JavaScript解释器，⽤于⽅便地搭建响应速度快、易于扩展的⽹络应⽤。Node使⽤事件驱动，⾮阻塞I/O 模型⽽得以轻量和⾼效，⾮常适合在分布式设备上运⾏数据密集型的实时应⽤。 Node是⼀个可以让JavaScript运⾏在浏览器之外的平台。它实现了诸如⽂件系统、模块、包、操作系统 API、⽹络通信等Core JavaScript没有或者不完善的功能。历史上将JavaScript移植到浏览器外的计划不⽌⼀个，但Node.js 是最出⾊的⼀个。 V8引擎
V8 JavaScript引擎是Google⽤于其Chrome浏览器的底层JavaScript引擎。很少有⼈考虑JavaScript在客户机上实际做了些什么!
实际上，JavaScript引擎负责解释并执⾏代码。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实际上会使⽤Google编写的V8 JavaScript引擎，并将其重建为可在服务器上使⽤。电视指南
事件驱动
在我们使⽤Java，PHP等语⾔实现编程的时候，我们⾯向对象编程是完美的编程设计，这使得他们对其他编程⽅法不屑⼀顾。却不知⼤名⿍⿍Node使⽤的却是事件驱动编程的思想。那什么是事件驱动编程。 **事件驱动编程，为需要处理的事件编写相应的事件处理程序。代码在事件发⽣时执⾏。 **为需要处理的事件编写相应的事件处理程序。要理解事件驱动和程序，就需要与⾮事件驱动的程序进⾏⽐较。实际上，现代的程序⼤多是事件驱动的，⽐如多线程的程序，肯定是事件驱动的。早期则存在许多⾮事件驱动的程序，这样的程序，在需要等待某个条件触发时，会不断地检查这个条件，直 到条件满⾜，这是很浪费cpu时间的。⽽事件驱动的程序，则有机会释放cpu从⽽进⼊睡眠态（注意是有机会，当然程序也可⾃⾏决定不释放cpu），当事件触发时被操作系统唤醒，这样就能更加有效地使⽤cpu。 来看⼀张简单的事件驱动模型（uml）：
image.jpeg
事件驱动模型主要包含3个对象：事件源、事件和事件处理程序。
事件源：产⽣事件的地⽅(html元素)
事件：点击/⿏标操作/键盘操作等等
事件对象：当某个事件发⽣时，可能会产⽣⼀个事件对象，该时间对象会封装好该时间的信息，传递
给事件处理程序灰姑娘的春天
事件处理程序：响应⽤户事件的代码
运⾏原理
海关总署公告2012年第15号
当我们搜索Node.js时，夺眶⽽出的关键字就是 “单线程，异步I/O，事件驱动”，应⽤程序的请求过程可以分为俩个部分：CPU运算和I/O读写，CPU计算速度通常远⾼于磁盘读写速度，这就导致CPU运算已经完成，但是不得不等待磁盘I/O任务完成之后再继续接下来的业务。 所以I/O 才是应⽤程序的瓶颈所在，在I/O密集型业务中，假设请求需要100ms来完成，其中99ms化在I/O上。如果需要优化应⽤程序，让他能同时处理更多的请求，我们会采⽤多线程，同时开启100个、1000个线程来提⾼我们请求处理，当然这也是⼀种可观的⽅案。 但是由于⼀个CPU核⼼在⼀个时刻只能做⼀件事情，操作系统只能通过将CPU切分为时间⽚的⽅法，让线程可以较为均匀的使⽤CPU资源。但操作系统在内核切换线程的同时也要切换线程的上线⽂，当线程数量过多时，时间将会被消耗在上下⽂切换中。所以在⼤并发时，多线程结构还是⽆法做到强⼤的伸缩性。那么是否可以另辟蹊径呢？！我们先来看看单线程，《深⼊浅出Node》⼀书提到 “单线程的最⼤好处，是不⽤像多线程编程那样处处在意状态的同步问题，这⾥没有死锁的存在，也没有线程上下⽂切换所带来的性能上的开销”，那么⼀个线程⼀次只能处理⼀个请求岂不是⽆稽之谈，先让我们看张图：
image.png
Node.js的单线程并不是真正的单线程，只是开启了单个线程进⾏业务处理（cpu的运算），同时开启了其他线程专门处理I/O。当⼀个指令到达主线程，主线程发现有I/O之后，直接把这个事件传给I/O线程，不会等待I/O结束后，再去处理下⾯的业务，⽽是拿到⼀个状态后⽴即往下⾛，这就是“单线程”、“异步I/O”。 I/O操作完之后呢？Node.js的I/O 处理完之后会有⼀个回调事件，这个事件会放在⼀个事件处理队列⾥头，在进程启动时node会创建⼀个类似于While(true)的循环，它的每⼀次轮询都会去查看是否有事件需要处理，是否有事件关联的回调函数需要处理，如果有就处理，然后加⼊下⼀个轮询，如果没有就退出进程，这就是所谓的“事件驱动”。这也从Node的⾓度解释了什么是”事件驱动”。 在node.js中，事件主要来源于⽹络请求，⽂件I/O等，根据事件的不同对观察者进⾏了分类，有
超时空幻境⽂件I/O观察者，⽹络I/O观察者。事件驱动是⼀个典型的⽣产者/消费者模型，请求到达观察者那⾥，事件循环从观察者进⾏消费，主线程就可以马不停蹄的只关注业务不⽤再去进⾏I/O等待。
优点
未来的冲击Node 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”。我们来看⼀个简单的例⼦，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。所以在传统的后台开发中，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。这个不同的架构承载的并发数量是不⼀致的。 ⽽Node的出现就是为了解决这个问题：更改连接到服务器的⽅式。在Node 声称它不允许使⽤锁，它不会直接阻塞 I/O 调⽤。Node在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）。
缺点
如上所述，nodejs的机制是单线程，这个线程⾥⾯，有⼀个事件循环机制，处理所有的请求。在事件处理过程中，它会智能地将⼀些涉及到IO、⽹络通信等耗时⽐较长的操作，交由worker threads去执
⾏，执⾏完了再回调，这就是所谓的异步IO⾮阻塞吧。但是，那些⾮IO操作，只⽤CPU 计算的操作，它就⾃⼰扛了，⽐如算什么斐波那契数列之类。它是单线程，这些⾃⼰扛的任务要⼀个接着⼀个地完成，前⾯那个没完成，后⾯的只能⼲等。因此，对CPU要求⽐较⾼的CPU密集型任务多的话，就有可能会造成号称⾼性能，适合⾼并发的node.js服务器反应缓慢。
适合场景
1、RESTful API
这是适合 Node 的理想情况，因为您可以构建它来处理数万条连接。它仍然不需要⼤量逻辑；它本质上只是从某个数据库中查⼀些值并将它们组成⼀个响应。由于响应是少量⽂本，⼊站请求也是少量的⽂本，因此流量不⾼，⼀台机器甚⾄也可以处理最繁忙的公司的 API 需求。
2、实时程序
⽐如聊天服务
聊天应⽤程序是最能体现 Node.js 优点的例⼦：轻量级、⾼流量并且能良好的应对跨平台设备上运⾏密集型数据（虽然计算能⼒低）。同时，聊天也是⼀个⾮常值得学习的⽤例，因为它很简单，并且涵盖了⽬前为⽌⼀个典型的 Node.js 会⽤到的⼤部分解决⽅案。
3、单页APP
ajax很多。现在单页的机制似乎很流⾏，⽐如phonegap做出来的APP，⼀个页⾯包打天下的例⼦⽐⽐皆是。
总⽽⾔之，NodeJS适合运⽤在⾼并发、I/O密集、少量业务逻辑的场景
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