node必知必会之node简介
1.什么是node.js
按照: Node.js官方网站主页 的说法:
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. Node.js' package ecosystem, npm, is the largest ecosystem of open source libraries in the world.
从这段介绍来看,解读要点如下
- Node.js 不是 JavaScript 应用,不是语言(JavaScript 是语言),不是像 Rails(Ruby)、 Laravel(PHP) 或 Django(Python) 一样的框架,也不是像 Nginx 一样的 Web 服务器。Node.js 是 JavaScript 运行时环境
- 构建在 Chrome’s V8 这个著名的 JavaScript 引擎之上,Chrome V8 引擎以 C/C++ 为主,相当于使用JavaScript 写法,转成 C/C++ 调用,大大的降低了学习成本
- 事件驱动(event-driven),非阻塞 I/O 模型(non-blocking I/O model),简单点讲就是每个函数都是异步的,最后由 Libuv 这个 C/C++ 编写的事件循环处理库来处理这些 I/O 操作,隐藏了非阻塞 I/O 的具体细节,简化并发编程模型,让你可以轻松的编写高性能的Web应用,所以它是轻量(lightweight)且高效(efficient)的
- 使用 npm 作为包管理器,目前 npm 是开源库里包管理最大的生态,功能强大,截止到2017年12月,模块数量超过 60 万+
大多数人都认为 Node.js 只能写网站后台或者前端工具,这其实是不全面的,Node.js的目标是让并发编程更简单,主要应用在以网络编程为主的 I/O 密集型应用。它是开源的,跨平台,并且高效(尤其是I/O处理),包括IBM、Microsoft、Yahoo、SAP、PayPal、沃尔玛及GoDaddy都是 Node.js 的用户。
2.基本原理
下面是一张 Node.js 早期的架构图,来自 Node.js 之父 Ryan Dahl 的演讲稿,在今天依然不过时,它简要的介绍了 Node.js 是基于 Chrome V8引擎构建的,由事件循环(Event Loop)分发 I/O 任务,最终工作线程(Work Thread)将任务丢到线程池(Thread Pool)里去执行,而事件循环只要等待执行结果就可以了。
核心概念
Chrome V8 是 Google 发布的开源 JavaScript 引擎,采用 C/C++ 编写,在 Google 的 Chrome 浏览器中被使用。
- Chrome V8 引擎可以独立运行,也可以用来嵌入到 C/C++ 应用程序中执行。
- Event Loop 事件循环(由 libuv 提供)
- Thread Pool 线程池(由 libuv 提供)
梳理一下
- Chrome V8 是 JavaScript 引擎
- Node.js 内置 Chrome V8 引擎,所以它使用的 JavaScript 语法
- JavaScript 语言的一大特点就是单线程,也就是说,同一个时间只能做一件事
- 单线程就意味着,所有任务需要排队,前一个任务结束,才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长,后一个任务就不得不一直等着。
- 如果排队是因为计算量大,CPU 忙不过来,倒也算了,但是很多时候 CPU 是闲着的,因为 I/O 很慢,不得不等着结果出来,再往下执行
- CPU 完全可以不管 I/O 设备,挂起处于等待中的任务,先运行排在后面的任务
- 将等待中的 I/O 任务放到 Event Loop 里
- 由 Event Loop 将 I/O 任务放到线程池里
- 只要有资源,就尽力执行
- 我们再换一个维度看一下
核心
- Chrome V8 解释并执行 JavaScript 代码(这就是为什么浏览器能执行 JavaScript 原因)
- libuv 由事件循环和线程池组成,负责所有 I/O 任务的分发与执行
在解决并发问题上,异步是最好的解决方案,可以拿排队和叫号机来理解
- 排队:在排队的时候,你除了等之外什么都干不了
- 叫号机:你要做的是先取号码,等轮到你的时候,系统会通知你,这中间,你可以做任何你想做的事儿
Node.js 其实就是帮我们构建类似的机制。我们在写代码的时候,实际上就是取号的过程,由 Event Loop 来接受处理,而真正执行操作的是具体的线程池里的 I/O 任务。
之所以说 Node.js 是单线程,就是因为在接受任务的时候是单线程的,它无需进程/线程切换上下文的成本,非常高效,但它在执行具体任务的时候是多线程的。
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”,毫无疑问,它确实做到了。这种做法将并发编程模型简化了,Event Loop和具体线程池等细节被 Node.js 封装了,继而将异步调用 Api 写法暴露给开发者。真是福祸相依,一方面简化了并发编程,另一方面在写法上埋下了祸根,这种做法的好处是能让更多人轻而易举的写出高性能的程序!
在Node.js Bindings层做的事儿就是将 Chrome V8 等暴露的 C/C++ 接口转成JavaScript Api,并且结合这些 Api 编写了 Node.js 标准库,所有这些 Api 统称为 Node.js SDK,后面模块章节会有更详细的讨论。
微软在2016年宣布在MIT许可协议下开放 Chakra 引擎,并以 ChakraCore 为名在 Github 上开放了源代码,ChakraCore 是一个完整的 JavaScript 虚拟机,它拥有着和 Chakra 几乎相同的功能与特性。微软向 Node.js 主分支提交代码合并请求,让 Node.js 用上 ChakraCore引擎,即 nodejs/node-chakracore 项目。实际上微软是通过创建名为 V8 shim 的库的赋予了 ChakraCore 处理谷歌 Chrome V8 引擎指令的能力,其原理示意图如下
目前,Node.js 同时支持这2种 JavaScript 引擎,二者性能和特性上各有千秋,ChakraCore 在特性上感觉更潮一些,曾经是第一个支持 Async函数 的引擎,但目前 Node.js 还是以 Chrome V8 引擎为主, ChakraCore 版本需要单独安装,大家了解一下就好。
此为学习node的学习笔记,为了自己学习查阅,转自狼叔的教程,如果侵权请联系我删除
阅读原文
原文连接:https://cnodejs.org/topic/5ab3166be7b166bb7b9eccf7
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