Node.js自学完全总结

零、什么是Node.js？

引用Node.js官方网站的解释如下：

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.

翻译成中文就是：

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。
Node.js 使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型，使其轻量又高效。

1、运行环境(Runtime)

如果做一个类比，Node.js与JavaScript关系，就像JDK(Java Development Kit)与Java的关系。
总的来说，Node.js不是一门语言，而是用来进行Web开发的Runtime。

2、事件驱动(Event-driven)

在前端web开发中比较常见的事件驱动例子是，给一个按钮绑定一个事件处理程序，这个事件处理程序就是事件驱动的，JavaScript进程并不知道什么时候调用它，点击按钮，触发Click事件，此时主程序得到相应的通知，就知道调用绑定的的事件处理程序了。
因为Node.js是JavaScript的Runtime，所以天然就可以使用这种模式通知主进程的I/O 完成。

3、非阻塞式 I/O(Non-blocking I/O)

阻塞：I/O 时进程休眠等待 I/O 完成后进行下一步
非阻塞：I/O 时函数立即返回，进程不等待I/O 完成

一、Node.js 究竟好在哪里？

1、为什么偏爱Node.js

① 前端需求变得重要、职责范围变大，统一开发体验
② 在处理高并发、I/O 密集型场景性能优势明显

Node.js 使用了事件驱动和非阻塞的 I/O 模型，使 Node 轻量高效，非常适合 I/O 密集的 Web 场景。

CPU密集型 VS I/O密集型
CPU密集型：计算等逻辑判断的操作，如：压缩、解压、加密和解密等。
I/O 密集型：存取设备，网络设施的读取操作，如：文件的存取，http等网络操作，数据库操作等。

2、Web常见场景

① 静态资源读取
html，css，js等文件的读取
② 数据库操作
把数据存取到物理设磁盘或内存中
③ 渲染页面
读取模板文件，根据数据生成html

3、高并发应对之道

高并发，简而言之就是单位时间内访问量特别大。

对应生活中的场景，一家菜馆做菜招待顾客，老板刚开始就雇了一个厨师，做菜好吃不贵，顾客很多，顾客排好一条队，然后顾客选好菜，厨师拿到菜单开始做菜，做好菜，给顾客端上来，再招待下个顾客。

一个厨师应对若干顾客

客人增多，一个厨师忙不过来了，老板于是又招了2个厨师，这样顾客可以排3条队，快了很多。

多个厨师应对若干顾客

随着菜馆名气增大，顾客越来越多，老板本想再用之前的方法多招几个厨师，但是老板想，多招厨师好像不太划算，有些厨师做饭快，有些做饭慢，经过调查，老板发现做饭快2倍的厨师只需要花费原来厨师工资的1.5倍，于是精明的老板炒掉了原来的3个厨师，招来了比原来厨师做饭速度快2倍的另外3个厨师，菜馆比之前运转的更好了。

多个速度快的厨师应对若干顾客

回到Web开发场景，厨师就是物理服务器，应对高并发的方法如下：① 增加机器数
机器多了，流量还是一样的大，通过Nginx负载均衡分到不同的机器上处理
② 增加每台机器的CPU数——多核
单位机器，核数增多，运算能力增强了

4、进程与线程

进程在百度百科中的解释如下：

进程（Process）是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。

换成正常的人话就是：电脑桌面的程序，如QQ音乐，当我们双击图标时，实际上是把这个程序加载到内存中执行，我们称这个执行中的程序就是进程，操作系统都是用进程作为基本单位进行分配和调度的。

多进程：启动多个进程，多个进程可以一块执行多个任务。

线程，进程内一个相对独立的、可调度的执行单元，与同属一个进程的线程共享进程的资源。

多线程，启动一个进程，在一个进程内启动多个线程，这样，多个线程也可以一块执行多个任务。

5、Node.js工作模型

传统的server处理请求(如多线程高并发模式的Apache)对应生活中的场景，如下：
一个老板开了一家饭店，不同于之前那个菜馆，这家的每个厨师配备了一个服务员，专门负责点菜，然后把菜单给厨师，厨师负责做菜，做完后给服务员，服务员端给客人，然后再接待顾客队伍中的下一个。

如果这个饭店是Web的话，点菜这个动作很快，相当于CPU的运算，如访问一个静态资源，CPU运算后知道是哪个文件了，去相应盘读取，类似于厨师做饭，是一个相对较慢的阻塞I/O操作，当顾客很多时候就相当于高并发了。忙不过来的时候，可以选择增加厨师数量和服务员数量，即并发多进程处理多个请求的概念。

一个服务员每次只接待一个顾客

但是这个饭店老板慢慢发现，增加服务员和厨师的同时，饭店的空间是有限的，慢慢的变得拥挤(阻塞)，而且更为头疼的是另一个问题：服务员太悠闲了，2分钟就把点菜的事干完了，厨师做菜10分钟，那他就有8分钟在那干等着，没事干，因为厨师没把菜做完给他，他也不能接待下一个顾客。

同样类似于Apache开发web时候，CPU分配的最大进程数是有限的，并不能没完没了的分配进程的，并发到一定数目的时候，必须得排队(阻塞)了，更大的问题是，CPU处理的速度远远快于I/O，在Web场景中，CPU运用场景很少，大头都在I/O上，CPU大部分进程情况下都是在等待，等待I/O，CPU的资源被浪费掉了，相当于饭店的服务员一直干等着没事干。

Node.js很好的解决了上面的问题