NodeJS基础原理

异步IO原理浅析及优化方案

异步IO的好处(输入输出input output)

• 前端通过异步IO可以消除UI堵塞
• 假设请求A的时间为M，请求资源B的时间为N，那么同步的请求耗时为M+N。如果采用异步方式占用时间为Max(M,N)
• 随着业务的复杂，会引入分布式系统，时间会线性的增加，M+N+...和Max(M,N...),这会放大同步和异步之间的差距
• I/O是昂贵的，分布式I/O是更昂贵的
• NodeJS适用于IO密集型不适用CPU密集型(cpu密集型是同步的计算实时性)

alt node底层知识

1/cpu的HZ就是计算一次需要的时间，假如电脑的赫兹为1.6GHZ，那么cpu一级缓存计算一次需要的时间1/1.6*3

redis比硬盘快因为存在的是内存，分布式慢是因为在网络层，而且存在硬盘里

Ws是运行的串行数，Wp并行数，所以不是串行越大或者并行越大就越好

alt nodeIO原理

node是单线程的通过libuv将时间队列变成同步队列，同步队列完成任务之后，又交给libuv之后在执行异步队列

操作数据库的操作交给同步队列执行(服务员和厨师的关系)

几个特殊的API

• setTimeout和setInterval线程池不参与(不进行事件轮循)
• process.nextTick()实现类似setTimeout(function(){},0);每次调用放入队列中，在下一轮循环中取出
• setImmediate();比process.nextTick()优先级低
• Node如何实现一个sleep

//sleep
async function test() {
    console.log('hello');
    await sleep(1000);
    console.log('world');
}
function sleep(ms) {
    return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms));
}
test();

函数式编程在Node中的应用

• 高阶函数：可以将函数作为输入或者返回值，形成一种后续传递风格的结果接受方式，而非单一的返回值形式。后续传递风格的程序将函数业务重点从返回值传递到回调函数中

app.use(function(){
    //todo
});
var emitter=new events.EventEmitter;
emitter.on(function(){
    //todo
})                                                                                                         

• 偏函数：指定部分参数产生一个新的定制函数的形式就是偏函数。Node中异步编程非常常见，我们通过哨兵变量会很容易造成业务的混乱。underscore,after变量

V8垃圾回收机制

• Node使用Javascript在服务端操作大内存对象受到了一定的限制，64位系统下约为1.4GB，32位操作系统下是0.7G
• Process.memoryUsage->rss、heaptTotal、heapUsed
• v8的垃圾回收策略主要基于分代式垃圾回收机制。在自动垃圾回收的演变过程中，人们发现没有一种垃圾回收算法能够胜任所有场景。v8中内存分为新生代和老生代两代。新生代为存活时间较短对象，老生代中为存活时间较长的对象。

新生代空间

alt Scavenge算法

流程图

alt Scavenge算法

Mark-Sweep&Mark-compact

老生代空间

v8老生代主要采用Mark-Sweep和Mark-compact,在使用scavenge不合适。一个是对象较多需要赋值量太大而且还是没能解决空间问题。Mark-Sweep是标记清楚，标记那些死亡的对象，然后清除。但是清除过后出现内存不连续的情况，所以我们要使用Mark-compact,他是基于Mark-Sweep演变而来的，他先将活着的对象移到一边，移动完成后，直接清理边界外的内存。当CPU空间不足的时候会非常的高效。v8后续还引入了延迟处理，增量处理，并计划引入并行标记处理。

alt Mark-Sweep,Mark-compact

PM2

pm2是一个带有负载均衡功能的Node应用的进程管理器。当你要把你的独立代码利用全部的服务器上的所有cpu，并保证进程永远都活着，0秒的重载。

• 内建负载均衡(使用Node cluster 集群模块)
• 后台运行
• 0秒停机重载
• 具有unbuntu和centos的启动脚本
• 停止不稳定的进程(避免无限循环)
• 控制台检测
• 提供http api
• 远程控制和实时的接口api(Nodejs模块，允许和PM2进程管理器交互)

测试过Nodejs ，兼容CoffeeScript,基于Linux和MacOS。

alt 服务器集群

nginx做负载均衡，varnish缓存,varnish和java心跳连接