概述：

　　NodeJS宣稱(chēng)其目標(biāo)是“旨在提供一種簡(jiǎn)單的構(gòu)建可伸縮網(wǎng)絡(luò)程序的方法”，那么它的出現(xiàn)是為了解決什么問(wèn)題呢，它有什么優(yōu)缺點(diǎn)以及它適用于什么場(chǎng)景呢？

　　本文就個(gè)人使用經(jīng)驗(yàn)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探討。

一. NodeJS的特點(diǎn)

　　我們先來(lái)看看NodeJS官網(wǎng)上的介紹：

　　Node.js is a platform built on Chrome's JavaScript runtime for easily building fast, scalable network applications. Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient, perfect for data-intensive real-time applications that run across distributed devices.

　　其特點(diǎn)為：

　　1. 它是一個(gè)Javascript運(yùn)行環(huán)境

　　2. 依賴(lài)于Chrome V8引擎進(jìn)行代碼解釋

　　3. 事件驅(qū)動(dòng)

　　4. 非阻塞I/O

　　5. 輕量、可伸縮，適于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互應(yīng)用

　　6. 單進(jìn)程，單線程

二. NodeJS帶來(lái)的對(duì)系統(tǒng)瓶頸的解決方案

　　它的出現(xiàn)確實(shí)能為我們解決現(xiàn)實(shí)當(dāng)中系統(tǒng)瓶頸提供了新的思路和方案，下面我們看看它能解決什么問(wèn)題

　　1. 并發(fā)連接

　　舉個(gè)例子，想象一個(gè)場(chǎng)景，我們?cè)阢y行排隊(duì)辦理業(yè)務(wù)，我們看看下面兩個(gè)模型

　　（1）系統(tǒng)線程模型：

　　這種模型的問(wèn)題顯而易見(jiàn)，服務(wù)端只有一個(gè)線程，并發(fā)請(qǐng)求（用戶(hù)）到達(dá)只能處理一個(gè)，其余的要先等待，這就是阻塞，正在享受服務(wù)的請(qǐng)求阻塞后面的請(qǐng)求了

　　（2）多線程、線程池模型：

　　這個(gè)模型已經(jīng)比上一個(gè)有所進(jìn)步，它調(diào)節(jié)服務(wù)端線程的數(shù)量來(lái)提高對(duì)并發(fā)請(qǐng)求的接收和響應(yīng)，但并發(fā)量高的時(shí)候，請(qǐng)求仍然需要等待，它有個(gè)更嚴(yán)重的問(wèn)題：

　　回到代碼層面上來(lái)講，我們看看客戶(hù)端請(qǐng)求與服務(wù)端通訊的過(guò)程：

　　服務(wù)端與客戶(hù)端每建立一個(gè)連接，都要為這個(gè)連接分配一套配套的資源，主要體現(xiàn)為系統(tǒng)內(nèi)存資源，以PHP為例，維護(hù)一個(gè)連接可能需要20M的內(nèi)存

　　這就是為什么一般并發(fā)量一大，就需要多開(kāi)服務(wù)器

　　那么NodeJS是怎么解決這個(gè)問(wèn)題的呢？

　　我們來(lái)看另外一個(gè)模型，想象一下我們?cè)诳觳偷挈c(diǎn)餐吃飯的場(chǎng)景

　　（3）異步、事件驅(qū)動(dòng)模型

　　我們同樣是要發(fā)起請(qǐng)求，等待服務(wù)器端響應(yīng)；但是與銀行例子不同的是，這次我們點(diǎn)完餐后拿到了一個(gè)號(hào)碼，

　　拿到號(hào)碼，我們往往會(huì)在位置上等待，而在我們后面的請(qǐng)求會(huì)繼續(xù)得到處理，同樣是拿了一個(gè)號(hào)碼然后到一旁等待，接待員能一直進(jìn)行處理。

　　等到飯菜做號(hào)了，會(huì)喊號(hào)碼，我們拿到了自己的飯菜，進(jìn)行后續(xù)的處理（吃飯）

　　這個(gè)喊號(hào)碼的動(dòng)作在NodeJS中叫做回調(diào)（Callback），能在事件（燒菜，I/O）處理完成后繼續(xù)執(zhí)行后面的邏輯（吃飯），

　　這體現(xiàn)了NodeJS的顯著特點(diǎn)，異步機(jī)制、事件驅(qū)動(dòng)

　　整個(gè)過(guò)程沒(méi)有阻塞新用戶(hù)的連接（點(diǎn)餐），也不需要維護(hù)已經(jīng)點(diǎn)餐的用戶(hù)與廚師的連接

　　基于這樣的機(jī)制，理論上陸續(xù)有用戶(hù)請(qǐng)求連接，NodeJS都可以進(jìn)行響應(yīng)，因此NodeJS能支持比Java、PHP程序更高的并發(fā)量

　　雖然維護(hù)事件隊(duì)列也需要成本，再由于NodeJS是單線程，事件隊(duì)列越長(zhǎng)，得到響應(yīng)的時(shí)間就越長(zhǎng)，并發(fā)量上去還是會(huì)力不從心

　　總結(jié)一下NodeJS是怎么解決并發(fā)連接這個(gè)問(wèn)題的：

　　更改連接到服務(wù)器的方式，每個(gè)連接發(fā)射（emit）一個(gè)在NodeJS引擎進(jìn)程中運(yùn)行的事件（Event），放進(jìn)事件隊(duì)列當(dāng)中，

　　而不是為每個(gè)連接生成一個(gè)新的OS線程（并為其分配一些配套內(nèi)存）

　　2. I/O阻塞

　　NodeJS解決的另外一個(gè)問(wèn)題是I/O阻塞，看看這樣的業(yè)務(wù)場(chǎng)景：需要從多個(gè)數(shù)據(jù)源拉取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行處理

　?。?）串行獲取數(shù)據(jù)，這是我們一般的解決方案，以PHP為例

　　假如獲取profile和timeline操作各需要1S，那么串行獲取就需要2S

　　（2）NodeJS非阻塞I/O，發(fā)射/監(jiān)聽(tīng)事件來(lái)控制執(zhí)行過(guò)程

　　NodeJS遇到I/O事件會(huì)創(chuàng)建一個(gè)線程去執(zhí)行，然后主線程會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行的，

　　因此，拿profile的動(dòng)作觸發(fā)一個(gè)I/O事件，馬上就會(huì)執(zhí)行拿timeline的動(dòng)作，

　　兩個(gè)動(dòng)作并行執(zhí)行，假如各需要1S，那么總的時(shí)間也就是1S

　　它們的I/O操作執(zhí)行完成后，發(fā)射一個(gè)事件，profile和timeline，

　　事件代理接收后繼續(xù)往下執(zhí)行后面的邏輯，這就是NodeJS非阻塞I/O的特點(diǎn)

　　總結(jié)一下：

　　Java、PHP也有辦法實(shí)現(xiàn)并行請(qǐng)求（子線程），但NodeJS通過(guò)回調(diào)函數(shù)（Callback）和異步機(jī)制會(huì)做得很自然

三. NodeJS的優(yōu)缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　1. 高并發(fā)（最重要的優(yōu)點(diǎn)）

　　2. 適合I/O密集型應(yīng)用

　   缺點(diǎn)：

　　1. 不適合CPU密集型應(yīng)用；CPU密集型應(yīng)用給Node帶來(lái)的挑戰(zhàn)主要是：由于JavaScript單線程的原因，如果有長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的計(jì)算（比如大循環(huán)），將會(huì)導(dǎo)致CPU時(shí)間片不能釋放，使得后續(xù)I/O無(wú)法發(fā)起；

　　　　解決方案：分解大型運(yùn)算任務(wù)為多個(gè)小任務(wù)，使得運(yùn)算能夠適時(shí)釋放，不阻塞I/O調(diào)用的發(fā)起；

　　2. 只支持單核CPU，不能充分利用CPU

　　3. 可靠性低，一旦代碼某個(gè)環(huán)節(jié)崩潰，整個(gè)系統(tǒng)都崩潰

　　　　原因：?jiǎn)芜M(jìn)程，單線程

　　　　解決方案：（1）Nnigx反向代理，負(fù)載均衡，開(kāi)多個(gè)進(jìn)程，綁定多個(gè)端口；

　　　　　　　　　（2）開(kāi)多個(gè)進(jìn)程監(jiān)聽(tīng)同一個(gè)端口，使用cluster模塊；

　　4. 開(kāi)源組件庫(kù)質(zhì)量參差不齊，更新快，向下不兼容

　　5. Debug不方便，錯(cuò)誤沒(méi)有stack trace

四. 適合NodeJS的場(chǎng)景

　　1. RESTful API

　　這是NodeJS最理想的應(yīng)用場(chǎng)景，可以處理數(shù)萬(wàn)條連接，本身沒(méi)有太多的邏輯，只需要請(qǐng)求API，組織數(shù)據(jù)進(jìn)行返回即可。

　　它本質(zhì)上只是從某個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找一些值并將它們組成一個(gè)響應(yīng)。

　　由于響應(yīng)是少量文本，入站請(qǐng)求也是少量的文本，因此流量不高，一臺(tái)機(jī)器甚至也可以處理最繁忙的公司的API需求。

　　2. 統(tǒng)一Web應(yīng)用的UI層

　　目前MVC的架構(gòu)，在某種意義上來(lái)說(shuō)，Web開(kāi)發(fā)有兩個(gè)UI層，一個(gè)是在瀏覽器里面我們最終看到的，另一個(gè)在server端，負(fù)責(zé)生成和拼接頁(yè)面。

　　不討論這種架構(gòu)是好是壞，但是有另外一種實(shí)踐，面向服務(wù)的架構(gòu)，更好的做前后端的依賴(lài)分離。

　　如果所有的關(guān)鍵業(yè)務(wù)邏輯都封裝成REST調(diào)用，就意味著在上層只需要考慮如何用這些REST接口構(gòu)建具體的應(yīng)用。

　　那些后端程序員們根本不操心具體數(shù)據(jù)是如何從一個(gè)頁(yè)面?zhèn)鬟f到另一個(gè)頁(yè)面的，他們也不用管用戶(hù)數(shù)據(jù)更新是通過(guò)Ajax異步獲取的還是通過(guò)刷新頁(yè)面

　　3. 大量Ajax請(qǐng)求的應(yīng)用

　　例如個(gè)性化應(yīng)用，每個(gè)用戶(hù)看到的頁(yè)面都不一樣，緩存失效，需要在頁(yè)面加載的時(shí)候發(fā)起Ajax請(qǐng)求，

　　NodeJS能響應(yīng)大量的并發(fā)請(qǐng)求

　　總而言之，NodeJS適合運(yùn)用在高并發(fā)、I/O密集、少量業(yè)務(wù)邏輯的場(chǎng)景

五. 結(jié)尾

　　其實(shí)NodeJS能實(shí)現(xiàn)幾乎一切的應(yīng)用

　　我們考慮的點(diǎn)只是適不適合用它來(lái)做

六. 參考文獻(xiàn)

　　[1] Node.js能構(gòu)建支持并發(fā)和高負(fù)載的大型應(yīng)用嗎?

　　[2] 理解Node.js事件驅(qū)動(dòng)編程

　　[3] 是否不擅長(zhǎng)CPU密集型業(yè)務(wù)

　　[4] 使用 Node.js 的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)都有哪些？有大公司用嗎？

　　[5] Node.js給前端帶來(lái)了什么