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我们为什么要使用Node?

2018-04-17  本文已影响78人  bab6c221f5f7

为什么使用Node

假设你正在开发一个广告服务器,每分钟需要发布几百万条的广告。Node

的非阻塞I/O将是一个高效的解决方案,因为服务器能够最大限度地利用到所有的I/O

资源,而这一切不需要你写特殊的底层代码。并且,假如你已经有一支会写JavaScript 的开发团队,那么他们应该可以直接参与到Node

的项目中。传统的web 平台将无法做到这一点,这也是为什么像微软这样的公司也在积极地推动Node,尽管他们已经有了像.NET

那么优秀的平台。Visual Studio(.NET IDE) 的用户可以安装一些工具来支持对Node

的智能提示、性能监测,甚至npm。微软还开发了WebMatrix,它不但能直接支持Node,而且还能部署Node 项目。

Node

把非阻塞I/O 作为提高某些类型应用的性能的方式。JavaScript

传统的事件机制意味着在异步编程中,它有着相对方便以及容易理解的语法。在传统的编程语言中,I/O的操作将阻塞进程直到它完成为止。Node

的异步文件读写以及网络API 意味着在这些相对较慢的I/O 操作处理的时候主进程仍然能处理其他请求。下图展示了如何使用异步的网络和文件API

同时处理多个任务。

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在图中,Node

的http 模块接收到并且解析了一个新的HTTP 请求①

,然后服务端的应用代码使用异步接口,将一个回调函数传入数据库的读取函数中来进行一次数据查询②。在等待数据返回的同时服务器能够从文件系统中读取网页模板文件③

,这个模板文件被用来展示网页。一旦数据库完成查询,模板内容和数据库的返回数据将被用来渲染页面④。

在服务器处理这个请求的同时,服务器还可以用可用的资源处理其他的请求⑤ 。在不用考虑多线程的情况下开发这个广告服务,你可以仅使用最基本的JavaScript 编程技术,通过Node,非常高效地使用服务器I/O 资源。

其他Node

适用的场景是Web API 和网络爬虫,如果你需要下载以及截取网页的内容,那么Node 将是非常完美的解决方案,因为它能模拟DOM

操作,并且运行客户端JavaScript脚本。而且在这个场景中,Node 有着性能优势,因为网络爬虫主要的消耗在于网络和文件读写的I/O。

假如你需要调用或者开发一个JSON API,Node 也是一个非常棒的选择,因为它使得操作JavaScript 对象变得非常简单。Node 的一些web 框架(例如express)能够快速地搭建JSON API。

Node 不仅仅局限于web 应用,你可以创建任意你想要的TCP/IP 服务,比如网络游戏服务器,通过TCP/IP 套接字向各类玩家发送游戏状态,也可以在后台任务中维护游戏数据,将数据发送给玩家。

什么时候使用Node

下面是一些Node 适用的应用例子,来帮你像一个真正的Node 开发者一样来考虑这个问题。

情景:广告分布系统

Node 的强项:

• 有效地分配小块信息

• 处理潜在的网络速度慢的连接

• 容易扩展为多个处理器或服务器

情景:游戏服务器

Node 的强项:

• 使用JavaScript 来构建业务逻辑模型

• 不使用C 语言来开发迎合特定网络的服务器程序

情景:内容管理系统、博客

Node 的强项:

• 对已经有客户端JavaScript 开发经验的团队来说,可以很轻松地创建RESTful JSON APIs

• 轻量的服务器,和浏览器端JavaScript 结合

Node 的主要特性

Node 的主要特性是它的标准类库、模块系统以及npm(包管理系统),当然还有很多其他的。

实际上Node 最强大的特性是它的标准类库,它主要由二进制类库以及核心模块两部分组成,二进制类库包括libuv ,它为网络以及文件系统提供了快速的事件轮循以及非阻塞的I/O。同时它还有http 类库,所以你可以很快确定你的http 客户端与服务端。

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上图是对Node 内部的高层次概述,展示了各个模块是如何组合的。

Node

的核心模块主要由JavaScript 编写,也就是说,假如你不理解或者你想了解更多细节,你可以直接阅读Node

的源码。这不但包括像网络、文件操作、模块系统,以及stream 这些模块,还包括Node 特有的特性,例如,通过cluster

模块同时运行多个Node进程,以及可以将代码片段封装在事件驱动的异常处理中的domain 模块。

接下来,我们将从事件开始深入每个核心模块。

1. EventEmitter 事件的接口

每个Node 开发者迟早会碰到EventEmitter ,一开始,它像是那些只有类库开发者才会使用的东西,但实际上它是大多数Node 核心模块的基础,Stream、网络、文件系统全部继承于它。

你可以基于EventEmitter

来创建自己基于事件的API,例如你要开发一个paypal 付款处理的模块,你可以让它基于事件,这样Payment 对象的实例可以触发像paid

和refund 这样的事件,通过这样的设计,你可以将这个模块从你的业务逻辑中分离出来,让它可以在其他项目中被重用。

一个有意思的地方是,stream 模块也是基于EventEmitter 的。

2. Stream:高可扩展性I/O 的基础

Streams

继承于EventEmitters ,能被用来在不可预测的输入下创建数据,比如网络连接,数据传输速度取决于其他用户正在干什么。通过Node

的stream API,你可以创建一个对象接收关于连接的事件,在接收到新数据时触发data 事件,在结束连接时触发end

事件,在有错误发生时触发error 事件。

相比较把许多的回调函数传入一个readable stream

的构造函数,你只订阅你关心的事件要好得多,多个streams 也可以连接起来,这样你可以用一个stream

对象从网络读取数据,把读取到的数据输送到另外一个stream 中加工成另外一个对象,可以把xml 文件的数据读取出来转换成JSON

格式,让JavaScript 操作起来更容易。

你可能觉得stream 和事件听上去很抽象,没错,它们的确很抽象,但它们是I/O 模块(例如文件系统和网络)的基础。

3. FS:处理文件

Node 的文件模块不但可以通过非阻塞的I/O 读写文件,而且它也有同步的方法。你可以通过fs.stat 异步获取文件的信息,也可以通过fs.statSync 同步读取。

如果你想通过Stream 的方式高效地处理文件内容,那么你可以通过fs.createReadStream来获得一个ReadableSream 对象。

4. 网络:创建网络客户端与服务端

网络模块是http 模块的基础,也可以用来创建通用的网络客户端与服务端。尽管Node开发通常指的是web 开发,在第7 章你会看到如何创建TCP 和UDP 的服务,这意味着你并不局限于http 开发。

5. 全局对象与其他模块

假如你有用Node 开发web 应用的经验,也许是Express 框架,那么你也许并不知道你已经使用了http 、net 以及fs 等核心模块。其他的内置模块也许不那么吸引眼球,但也是至关重要的。

全局对象与方法的设计就是其中一例,比如process

对象,它让你可以把数据传入或者传出标准I/O 流(stdout、stdin)。就像在UNIX 或者Windows

脚本中,你可以把数据通过cat 直接传给Node 程序。还有无处不见的console 对象,所有的JavaScript

开发都爱它,也是一个全局对象。

了解Node特性后,我们来看看《Node.js硬实战:115个核心技巧》一书的精简版目录。

第一部分Node 基础

1 入门

2 全局变量:Node 环境

3 Buffers:使用比特、字节以及编码

4 Events:玩转EventEmitter

5 流:最强大和最容易误解的功能

6 文件系统:通过异步和同步的方法处理文件

7 网络:Node 真正的“Hello, World”

8 子进程:利用Node 整合外部应用程序

第二部分实践中的技巧

9 网络:构建精简的网络应用

10 测试:编写健壮代码的关键

11 调试:用于发现和解决问题

12 生产环境中的Node:安全地部署应用程序

第三部分编写模块

13 编写模块,掌握Node 的所有

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