深入浅出Node.js

11 November 2014

什么是Node.js？

Node.js在2009年诞生。

Node.js不是JS应用，而是JS运行平台

Node.js采用C++语言编写而成，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。

作为Web前端最重要的语言之一，Javascript一直是前端工程师的专利。不过，Node.js是一个后端的Javascript运行环境（支持的系统包括*nux、Windows），这意味着你可以编写系统级或者服务器端的Javascript代码，交给Node.js来解释执行，简单的命令类似于

#node helloworld.js

Node.js采用了Google Chrome浏览器的V8引擎，性能很好，同时还提供了很多系统级的API，如文件操作、网络编程等。浏览器端的Javascript代码在运行时会受到各种安全性的限制，对客户系统的操作有限。相比之下，Node.js则是一个全面的后台运行时，为Javascript提供了其他语言能够实现的许多功能。

Node.js采用事件驱动、异步编程，为网络服务而设计

事件驱动这个词并不陌生，在某些传统语言的网络编程中，我们会用到回调函数，比如当socket资源达到某种状态时，注册的回调函数就会执行。Node.js的设计思想中以事件驱动为核心，它提供的绝大多数API都是基于事件的、异步的风格。

以Net模块为例，其中的net.Socket对象就有以下事件：connect、data、end、timeout、drain、error、close等，使用Node.js的开发人员需要根据自己的业务逻辑注册相应的回调函数。

这些回调函数都是异步执行的，这意味着虽然在代码结构中，这些函数看似是依次注册的，但是它们并不依赖于自身出现的顺序，而是等待相应的事件触发。

重要的优势在于，充分利用了系统资源，执行代码无须阻塞等待某种操作完成，有限的资源可以用于其他的任务。此类设计非常适合于后端的网络服务编程，Node.js的目标也在于此。

在服务器开发中，并发的请求处理是个大问题，阻塞式的函数会导致资源浪费和时间延迟。通过事件注册、异步函数，开发人员可以提高资源的利用率，性能也会改善。

事件驱动、回调、异步，这几个概念是相辅相成的。与阻塞、同步是相对的。

var http = require('http');
http.createServer(function (req, res) {
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello World\n');
}).listen(80, "127.0.0.1");

上面的代码搭建了一个简单的http服务器，在本地监听80端口，对于任意的http请求，服务器都返回一个头部状态码为200、Content-Type’值为text/plain’的”Hello World“文字响应。

从这个小例子中，我们可以看出几点：

Node.js的网络编程比较便利，提供的模块（在这里是http）开放了容易上手的API接口，短短几行代码就可以构建服务器。
体现了事件驱动、异步编程，在createServer函数的参数中指定了一个回调函数（采用Javascript的匿名函数实现），当有http请求发送过来时，Node.js就会调用该回调函数来处理请求并响应。

Node.js的特点

性能是Node.js考虑的重要因素，选择C++和V8而不是Ruby或者其他的虚拟机也是基于性能的目的。
事件驱动、异步编程。
Node.js在设计上也是比较大胆，它以单进程、单线程模式运行。

事件驱动机制是Node.js通过内部单线程高效率地维护事件循环队列来实现的，没有多线程的资源占用和上下文切换，这意味着面对大规模的http请求，Node.js凭借事件驱动搞定一切，这样的设计会导致负载的压力集中在CPU（事件循环处理）而不是内存。

注：既然Node.js采用单进程、单线程模式，那么在如今多核硬件流行的环境中，单核性能出色的Node.js如何利用多核CPU呢？创始人Ryan Dahl建议，运行多个Node.js进程，利用某些通信机制来协调各项任务。目前，已经有不少第三方的Node.js多进程支持模块发布。

支持的语言是JavaScript。Javascript的匿名函数和闭包特性非常适合事件驱动、异步编程，从上面例子中我们可以看到回调函数采用了匿名函数的形式来实现，很方便。闭包的作用则更大，看下面的代码示例：

var hostRequest = http.request(requestOptions,function(response) {
    var responseHTML ='';
    response.on('data', function (chunk) {
        responseHTML = responseHTML + chunk;
    });
    response.on('end',function(){
        console.log(responseHTML);
        // do something useful
   });
});

在上面的代码中，我们需要在end事件中处理responseHTML变量，由于Javascript的闭包特性，我们可以在两个回调函数之外定义responseHTML变量，然后在data事件对应的回调函数中不断修改其值，并最终在end事件中访问处理。

-EOF-

Node.js 1

Node.js 2