node.js是什麼？適用場景有哪些

node.js是一個基於Chrome JavaScript運行時建立的平台，其適用場景包括本地化的線上音樂應用、本地化的線上搜尋應用程式、本地化的線上APP等。

本文操作環境：windows7系統、nodejs10.16.2版本、Dell G3電腦。

node.js是什麼?

簡單的說 Node.js 就是運行在服務端的 JavaScript。

Node.js 是一個基於Chrome JavaScript 執行階段建立的平台。

Node.js是一個事件驅動I/O服務端JavaScript環境，基於Google的V8引擎，V8引擎執行Javascript的速度非常快，效能非常好。

從原理上理解NodeJS的適用場景 

NodeJS是近年來比較火的服務端JS平台，這一方面得益於其在後端處理高並發的卓越效能，另一方面在nodeJS平台上的npm、grunt、express等強大的程式碼與專案管理應用程式崛起，幾乎重新定義了前端的工作方式與流程。

NodeJS的成功標誌著它的強大，但是不是所有情況都適合應用NodeJS作為伺服器端平台呢？

答案當然是否定的，而網路上也是眾說紛紜。那我們從原理出發了解NodeJS的適用情況。

在講NodeJS之前我們不彷先看一下傳統（以Apache為代表）的伺服器端處理平台處理並發的方式。

1. Apache的多執行緒高並發模式

#Apache是​​目前世界排名第一的Web服務端軟體，它由於支援多執行緒並發而受到廣大伺服器技術選型者的歡迎。但發展到後來，Apache在一些WEB的大型應用中也漸漸暴露出它的缺點：阻塞。

那有的同學會奇怪，Apache不是多執行緒處理並發嗎，為什麼還會出現阻塞呢？

要明白這一點我們首先需要了解執行緒這個概念

1.1 什麼是執行緒？

我們引用官方的解釋：線程可以獨立運行的最小的CPU單位，可以在同一個進程裡並發運行，共享該進程下的記憶體位址空間（注意這個特點）。

我們可以看到同一個進程下的線程是會共享相同的檔案和記憶體的（記憶體位址空間），所以大家可以想像，當不同的執行緒需要佔用同一個變數時，根據先到先得的原則，先到的線程在運作時，後來的線程只能在旁邊等待，也就是加入到了阻塞排隊序列。所以這就是造成線程阻塞的原因。

因此，雖說進程可以支援多個線程，它們看似同時執行，但互相之間並不同步。一個進程中的多個執行緒共享相同的記憶體位址空間，這意味著它們可以存取相同的變數和對象，而且它們從同一堆中分配對象。儘管這讓執行緒之間共享資訊變得更容易，因為程式設計者必須小心，確保它們不會妨礙同一進程中的其它執行緒。

了解了多執行緒並行的缺陷後，我們就可以更能理解NodeJS的強大所在了。因為NodeJS是異步單線程的！

2. NodeJS的非同步I/O原理

我們先來看一段Apache請求資料庫的程式碼：

程式碼執行到第一行的時候執行緒會阻塞，等待query回傳結果，然後繼續處理。由於資料庫查詢、磁碟讀寫、網路通訊等原因（所謂的I/O）阻塞時間會非常大（相對於CPU始終頻率）。對於高並發的訪問，一方面線程長期阻塞等待，另一方面為了應付新情求而不斷添加新線程，會浪費大量系統資源，同時線程的增加也會佔用大量的CPU時間來處理內存上下文切換。看看node.js怎麼處理。

看到沒，就四個字：非同步回呼。 query的第二個參數是一個回呼函數，進程執行到db.query的時候不會等待結果返回，而是直接繼續執行下面的語句，直到進入事件循環。當資料庫執行結果回傳的時候會將事件傳送到事件佇列，等到執行緒進入事件循環後才會呼叫先前的回呼函數。更專業的說法是異步I/O。只要單線程就可以。

那為什麼NodeJS做到單線程，卻可以實作非同步呢？這裡我們先上一幅圖，直戳圖中的Event queue

看到沒，NodeJS的工作原理其實就是事件循環。可以說每一條NodeJS的邏輯都是寫在回呼函數裡面的，而回呼函數都是有返回之後才非同步執行的！

看到這裡，你不禁會驚嘆，NodeJS如果所有處理都異步，豈不是曉得飛了？錯錯錯！當然不是，不要忘記，NodeJS實作這些的基礎是單執行緒。沒錯，單線程！一條線程扛起所有操作！

你可以想像一下，NodeJS在寒風中面對著10萬並發大軍，OK，沒問題，上來敵人一個扔到城裡，上來一個又扔到城裡。城裡全民皆兵，可以好好消化這些敵人。但如果上來一個類似張飛趙雲這樣的人物，老Node心裡一慘，和張飛大戰300回合，把他打殘了，再扔到城裡。那後面的10萬大軍就得等這300回合。 。 。

所以這說明什麼？說明NodeJS不是沒有阻塞，而是阻塞不發生在後續回呼的流程，而會發生在NodeJS本身對邏輯的計算和處理。我們已經知道，NodeJS的分發能力無比強大，可以循環事件進行非同步回調。但如果在循環事件時遇到複雜的邏輯運算，那麼單薄的單線程怎麼支撐得起上百萬的邏輯 #並發呢？ NodeJS它的所有I/O、網路通訊等比較耗時的操作，都可以交給worker threads執行再回調，所以很快。但CPU的正常操作，它就只能自己抗了。 

說到這裡，各位對NodeJS的特性估計也大概有個譜了。所以說適用的場景基本上就是呼之欲出了~！

3. NodeJS的應用場景

既然NodeJS處理並發的能力強，但處理計算和邏輯的能力反而很弱，因此，如果我們把複雜的邏輯運算都搬到前端（客戶端）完成，而NodeJS只需要提供非同步I/O，這樣就可以實現高並發的高效能處理。情況就很多啦，例如：RESTFUL API、即時聊天、客戶端邏輯強大的單頁APP，具體的例子比如說：本地化的線上音樂應用，本地化的線上搜尋應用程式，本地化的線上APP等。

順便提一下Apache，打壓了這麼多，給顆甜棗。 Apache由於其多線程高並發共享記憶體位址空間的特性，那就意味著如果伺服器足夠強大，處理器足夠高核，Apache的運作將會非常良好，所以適用於（並發）非同步處理相對較少，後台計算量大，後台業務邏輯複雜的應用程式。

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