一、什么是Node.js

Node.js是Ryan Dahl于2009年5月基于Chrome V8引擎构建的一个开源和跨平台的JavaScript运行环境。主要在Windows、Linux、Unix、MacOSX等不同平台上运行。

拓展：Chrome V8引擎是谷歌开源的一个高性能JS引擎，并用在谷歌浏览器中，可以编译、执行JS代码。

二、Node.js的发展

• 2009年5月，Ryan Dahl在GitHub上发布了最初版本的部分Node.js包。

• 2010年年底，Node.js获得云计算服务商Joyent资助，创始人Ryan Dahl加入Joyent全职负责Node.js的发展。

• 2011年7月，Node.js在微软的支持下发布Windows版本。

• 2015年10月，Node.js 5.2.0版本成为首个LTS（长期支持）版本。

• 2016年年底，6.0版本支持95%以上的ES6特性，7.0版本通过flag支持async函数，全面支持99%的ES6特性。

• 2017年，发布了7.6和8.0版本，可以不通过flag使用async函数和支持async Hooks、N-API等特性。

• 2018年，发布了10.0和11.0版本，新增http2模块，将npm从v5.7更新到了v6，并且增强了对ESMModules的支持和增加了多线程Worker Threads。

三、Node.js 架构

Node Standard Library：Node.js标准库，对外提供的JavaScript接口，如模块http、buffer、fs、stream等。

Node bindings：是JavaScript与C++连接的桥梁，对下层模块进行封装，向上层提供基础的API接口。

V8：Google开源的高性能JavaScript引擎，使用C++开发，并且应用于谷歌浏览器。

Libuv：一个跨平台的支持事件驱动的I/O库。使用C和C++语言为Node.js所开发的，同时也是I/O操作的核心部分，如读取文件和OS交互。

C-ares：是一个异步DNS解析库。

Low-Level Components：提供了http解析、OpenSSL、数据压缩（zlib）等功能。

四、Node.js的特点

4.1 单线程

Node保持了JS在浏览器中单线程的特点。单线程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，没有死锁的存在，也没有线程上下文切换的开销。

单线程也有其弱点，主要表现在三方面：无法利用多核CPU；错误会引起整个应用退出，应用的健壮性值得考研；大量计算会占用CPU导致无法继续调用异步I/O。

为解决上述问题，Node.js使用child_process来解决单线程中大计算量的问题。通过将计算分发到各个子进程，可以将大量计算分解掉，然后再通过进程之间的事件消息来传递结果。

4.2 异步I/O

在Node.js中，绝大多数的操作都以异步的方式进行调用，从文件读取到网络请求，均是如此。异步I/O意味着每个调用之间无须等待之前的I/O调用结束，在编程模型上可以提升效率。如果存在两个文件读取任务，最终的耗时只取决于最慢的那个文件读取耗时，对于同步I/O而言，他的耗时是两个任务之和。

4.3 事件驱动机制

Node.js采用事件驱动和异步回调的机制。在执行代码的时候，主线程从上往下依次执行，遇到有需要回调的地方，就将此处加入到事件队列中，然后主线程继续往下走，直到运行结束以后才去执行事件队列中的回调。

Node.js去执行事件队列中的事件时，如果遇到回调，依然是按照顺序添加进入事件队列，主线程依次往下执行，遇到回调就添加，直至执行完毕。

Node.js是一个单线程多进程的。Node.js进程创建一个循环，每个循环就是一个周期，在循环中会从事件队列里查看是否有事件需要处理，如果有就去除事件并执行相关的函数。对于阻塞事件的处理在幕后使用线程池来确保工作的运行，而不占用主循环流程。

4.4 跨平台

Node.js是跨平台的，即同样的一套JS代码都可以部署运行在Windows、Linux、OSX等平台。这主要得益于Node在操作系统与Node上层模块系统之间构建了一层平台层架构libuv。

五、Node.js 适用场景

5.1 I/O密集型场景

Node.js异步I/O的特点使得他可以轻松面对I/O密集型的业务场景，处理效率将比同步I/O高，虽然同步I/O可以采用多线程或者多进程的方式进行，但是相比Node.js自带异步I/O的特性来说，将增加对内存和CPU的开销。

5.2 高并发场景

针对高并发请求场景，Node.js的异步I/O以及事件回调特点可以高效的处理并发请求。

5.3 ResutFul API

这是Node.js最理想的应用场景，可以处理数万条连接，本身没有太多的逻辑，只需要请求API，组织数据进行返回即可。它本质上只是从某个数据库中查找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。

5.4 基础工具

可以做为基础工具，前端领域中的编译器、构建工具、搭建脚手架等。比较出名的例如 Webpack、Gulp 。

5.5 大量Ajax请求的应用

例如个性化应用，每个用户看到的页面都不一样，缓存失效时，需要在页面加载的时候发起Ajax请求，Node.js能响应大量的并发请求。总而言之，Node.js适合运用在高并发、I/O密集、少量业务逻辑的场景。

六、结语

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