摘要：單線程使用單線程來運行，而不是向之類的其它服務(wù)器，每個請求將生產(chǎn)一個線程，這種方法避免了上下文切換和內(nèi)存中的大量執(zhí)行堆棧，這也是和其它服務(wù)器為解決上一個年，著名的并發(fā)連接問題而采用的方法。

當(dāng)我們學(xué)習(xí)一項新的事物的時候，我們首先要知道它來自哪里？它是什么？能做什么或者換句話說，能解決什么問題？沒有一樣?xùn)|西是最好的，是可以替代所有的，但在某一領(lǐng)域它是最適合的，正如 Node.js 它可能是某些程序員苦苦追尋的東西，也可能是某些程序員不會去關(guān)心的東西。本文主要為您介紹 Node.js 的背景及它能做什么，擅長什么，不會涉及到復(fù)雜的代碼層面的知識講解，如果你覺得自己很熟悉了，也可以忽略它。

作者簡介：五月君，Nodejs Developer，熱愛技術(shù)、喜歡分享的 90 后青年，公眾號「Nodejs技術(shù)?！梗珿ithub 開源項目 https://www.nodejs.red

文末附上筆者最近整理的 Node.js 技術(shù)棧學(xué)習(xí)指南路線圖 供大家學(xué)習(xí)參考！

Node.js? is a JavaScript runtime built on Chrome"s V8 JavaScript engine. 這是來自 Node.js 官網(wǎng) https://nodejs.org/en/ 的一段介紹，翻譯成中文意為 Node.js 是一個基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 運行環(huán)境。這里重點幾個關(guān)鍵詞 V8、JavaScript 后續(xù)會講解，從這里可以看出 Node.js 并不是一門新的編程語言，做為初學(xué)者這點先要弄清楚，它是 JavaScript 的運行環(huán)境，更進一步的說是在服務(wù)端的運行環(huán)境，因此這里的編程語言指的是 JavaScript。

時間回歸到 2009 年，在當(dāng)時 JavaScript 還是一個跑在瀏覽器環(huán)境里的一門腳本語言，當(dāng)時的筆者還是一名高中生，接觸的編程語言是 VB 并不知 JavaScript 為何物，但隨后接觸 JavaScript 之后了解到這之前用它可以寫一些瀏覽器腳本，做一些動態(tài)特效，主要用于前端頁面交互。在 2009 這一時間線之后 Javascript 不只運行于瀏覽器，還可以運行于服務(wù)端，簡直打通了前端與后端的任督二脈，當(dāng)然這要歸功于 Node.js 之父 Ryan Dahl。一度認(rèn)為這是很偉大的，在眾多編程語言里，為什么會選擇 JavaScript 呢？且看下面介紹。

Node.js 使用了一個事件驅(qū)動、非阻塞式 I/O 的模型，使其輕量又高效。這是來自于 Node.js 的另一個介紹，關(guān)鍵詞 事件驅(qū)動、非阻塞式 I/O 因此，在基于這些條件之下 Node.js 作者 Ryan Dahl 在評估了 C、Lua、Haskell、Ruby、JavaScript 等語言之后，最終選擇了 JavaScript，為什么呢？

JavaScript 是一個單線程的語言，單線程的優(yōu)點是不會像 Java 這些多線程語言在編程時出現(xiàn)線程同步、線程鎖問題同時也避免了上下文切換帶來的性能開銷問題，那么其實在瀏覽器環(huán)境也只能是單線程，可以想象一下多線程對同一個 DOM 進行操作是什么場景？不是亂套了嗎？那么單線程可能你會想到的一個問題是，前面一個執(zhí)行不完，后面不就卡住了嗎？當(dāng)然不能這樣子的，JavaScript 是一種采用了事件驅(qū)動、異步回調(diào)的模式，另外 JavaScript 在服務(wù)端不存在什么歷史包袱，在虛擬機上由于又有了 Chrome V8 的支持，使得 JavaScript 成為了 Node.js 的首選語言。

為什么選擇 JavaScript 作者 Ryan Dahl 應(yīng)該是最有發(fā)言權(quán)的，這里查了一些資料及參考了 深入淺出 Node.js 一書，供大家有個初步的認(rèn)知。

Node.js 由 Libuv、Chrome V8、一些核心 API 構(gòu)成，如下圖所示：

以上展示了 Node.js 的構(gòu)成，下面做下簡單說明：

Node Standard Library：Node.js 標(biāo)準(zhǔn)庫，對外提供的 JavaScript 接口，例如模塊 http、buffer、fs、stream 等

Node bindings：這里就是 JavaScript 與 C++ 連接的橋梁，對下層模塊進行封裝，向上層提供基礎(chǔ)的 API 接口。

V8：Google 開源的高性能 JavaScript 引擎，使用 C++ 開發(fā)，并且應(yīng)用于谷歌瀏覽器。如果您感興趣想學(xué)習(xí)更多的 V8 引擎知識，請訪問 What is V8?

Libuv：是一個跨平臺的支持事件驅(qū)動的 I/O 庫。它是使用 C 和 C++ 語言為 Node.js 所開發(fā)的，同時也是 I/O 操作的核心部分，例如讀取文件和 OS 交互。來自一份 Libuv 的中文教程

C-ares：C-ares 是一個異步 DNS 解析庫

Low-Level Components：提供了 http 解析、OpenSSL、數(shù)據(jù)壓縮（zlib）等功能。

以上只是做一個初步的認(rèn)知，如果你想深入了解 Node.js 那么多每個點都是值得你深入研究的。

來自 stack overflow 的一個參考：which-is-correct-node-js-architecture

在了解了 Node.js 的一些背景及架構(gòu)模型之后，已經(jīng)解決了它來自哪里？是什么？這個問題，現(xiàn)在我們來看看能解決什么問題？它適合做什么？

在這之前不知道您有沒有聽說過，Node.js 很擅長 I/O 密集型任務(wù)，應(yīng)對一些 I/O 密集型的高并發(fā)場景還是很有優(yōu)勢的，事實也如此，這也是它的定位：提供一種簡單安全的方法在 JavaScript 中構(gòu)建高性能和可擴展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。

單線程

Node.js 使用單線程來運行，而不是向 Apache HTTP 之類的其它服務(wù)器，每個請求將生產(chǎn)一個線程，這種方法避免了 CPU 上下文切換和內(nèi)存中的大量執(zhí)行堆棧，這也是 Nginx 和其它服務(wù)器為解決 “上一個 10 年，著名的 C10K 并發(fā)連接問題” 而采用的方法。

非阻塞 I/O

Node.js 避免了由于需要等待輸入或者輸出（數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)、Web服務(wù)器...）響應(yīng)而造成的 CPU 時間損失，這得益于 Libuv 強大的異步 I/O。

事件驅(qū)動編程

事件與回調(diào)在 JavaScript 中已是屢見不鮮，同時這種編程對于習(xí)慣同步思路的同學(xué)來說可能一時很難理解，但是這種編程模式，確是一種高性能的服務(wù)模型。Node.js 與 Nginx 均是基于事件驅(qū)動的方式實現(xiàn)，不同之處在于 Nginx 采用純 C 進行編寫，僅適用于 Web 服務(wù)器，在業(yè)務(wù)處理方面 Node.js 則是一個可擴展、高性能的平臺。

跨平臺

起初 Node.js 只能運行于 Linux 平臺，在 v0.6.0 版本后得益于 Libuv 的支持可以在 Windows 平臺運行。

講了這么多那么談下 Node.js 適合什么場景？

I/O 密集型場景

Node.js 的優(yōu)勢主要在于事件循環(huán)，非阻塞異步 I/O，只開一個線程，不會每個請求過來我都去創(chuàng)建一個線程，從而產(chǎn)生資源開銷。

ResutFul API

通常我們可以使用 Node.js 來做為中間層，負(fù)責(zé)組裝數(shù)據(jù)提供 API 接口給到前端調(diào)用，這些數(shù)據(jù)源可能來自第三方接口或者數(shù)據(jù)庫，例如，以前可能我們通過后端 Java、PHP 等其它語言來做，現(xiàn)在我們前端工程師通過 Node.js 即可完成，后端則可以更專注于業(yè)務(wù)開發(fā)。

既然提到了 ResultFul API，順便推薦一個去哪兒開源的 API 管理工具 YAPI：https://github.com/YMFE/yapi 使用的 Node.js 進行開發(fā)的（聲明下這里不是打廣告，只是這個用起來真的很贊！忍不住向給大家推薦！）。

RPC 服務(wù)

RPC（Remote Procedure Call）中文名「遠(yuǎn)程過程調(diào)用」，也許你對它很陌生，但是在當(dāng)今微服務(wù)模式下，我們可能是針對功能或者具體的業(yè)務(wù)形態(tài)進行服務(wù)化，那么服務(wù)之間的通信一種常見的模式我們都知道通過 HTTP 來實現(xiàn)，了解網(wǎng)絡(luò)模型的同學(xué)可能知道，如果我們現(xiàn)在通過 TCP 的方式是不是會更高效呢？

當(dāng)然是的，HTTP 屬于應(yīng)用層協(xié)議，在這之下就是傳輸層，顯然以 TCP 形式是很有優(yōu)勢的，RPC 服務(wù)也就是采用的 TCP，現(xiàn)在出名的 RPC 服務(wù)例如，Google 的 gRPC、阿里的 Dubble。

基礎(chǔ)工具

可以做為基礎(chǔ)工具，前端領(lǐng)域中的編譯器、構(gòu)建工具、搭建腳手架等。比較出名的例如 Webpack、Gulp 都是很成功的。

論壇社區(qū)

Nodeclub 是使用 Node.js 和 MongoDB 開發(fā)的社區(qū)系統(tǒng)，界面優(yōu)雅，功能豐富，小巧迅速，可以用它搭建自己的社區(qū)。Cnode 社區(qū)就是一個成功的例子，Cnode 地址：https://cnodejs.org/

https://github.com/cnodejs/nodeclub

Backend For Frontend

Backend For Frontend，簡稱 BFF，服務(wù)于前端的后端，并非是一種新技術(shù)只是一種邏輯上的分層，在這一層我們可以做一些資源的整合，例如：原先前端需要從三個不同的地方來獲取資源，那么，有了這一層之后，我們是不是可以做個聚合，統(tǒng)一處理之后返回給前端，同時也不授后端系統(tǒng)的變遷，導(dǎo)致也要去更改。

Serverless

這將是未來經(jīng)常會聽到的一個詞，ServerLess 是一種 “無服務(wù)器架構(gòu)”，它不需要開發(fā)者去關(guān)心運維、流量處理這些工作，開發(fā)者則可以更關(guān)注于業(yè)務(wù)本身。

函數(shù)即服務(wù)，那么寫一個函數(shù)就可以實現(xiàn)一個 API 接口給到前端，顯然對開發(fā)工作是減輕了很多，在 JavaScript 中函數(shù)則是一等一的公民，在 ServerLess 這一場景下 Node.js 本身也很輕量級，還是擁有著很大的優(yōu)勢。

Microservices

微服務(wù)也是近兩年一個很火熱的詞，這里提幾個微服務(wù)主要的特點：小型服務(wù)、以獨立進程運行、可以使用不同語言。那么這里則可以根據(jù)業(yè)務(wù)形態(tài)來選擇不同的語言實現(xiàn)，Node.js 本身也是很輕量級的，實現(xiàn)起來也很快，在一些 I/O 密集場景還是很適用的。

什么場景選擇什么工具，沒有最好的只有更合適的！

談一些個人感受及經(jīng)歷，其實接觸計算機行業(yè)說不晚也不早，在高中階段開始接觸的編程，在接觸 Node.js 之前也學(xué)過很多編程語言，大致曲線是這樣的 VB（這個是在高中時期）、C、C#(.Net)、Java、PHP 這些都是在學(xué)校的時候沒事玩弄的，還有接觸到前端，真的很雜，但沒有一樣精通的，這也是最可怕的，在大三暑假去了北京一家公司在那里實習(xí)了兩個月 PHP，但是之間有遇見做 Node.js 的同學(xué)，當(dāng)時很好奇，哇奧，這是什么東東，竟然可以讓 JavaScript 做后端，就是沒見過市面那種。后來簡單的做了了解，回到學(xué)校之后開始學(xué)習(xí) Node.js 網(wǎng)上找各種資料看，陰差陽錯吧，就這樣選擇了 Node.js 直到現(xiàn)在，其實語言只是一種工具，例如在后端中，拋開語言這一層，還有很多東西是需要我們?nèi)ゲ粩鄬W(xué)習(xí)的。

最后一點建議：不要給自己設(shè)定邊界，例如：我一定要學(xué)習(xí) Node.js 或者我一定要學(xué)習(xí) Java 又或者 Python，其實在有條件的情況下可以多接觸一些其它東西，一方面擴展了自己的邊界，另一方面自己也可以從中獲取收益。

這是最近畫的一張 Node.js 技術(shù)棧學(xué)習(xí)指南路線圖，從中可以看出拋開語言這一層面，剩下的都是我們要學(xué)習(xí)的。歡迎大家關(guān)注公眾號「Nodejs技術(shù)棧」專注于 Node.js 相關(guān)技術(shù)棧研究分享，若有 Node.js 相關(guān)文章也歡迎大家投稿！共同成長！