Node.js 三大特點詳解

Node.js 特點

1、單線程

在Java、PHP或者.net等服務器端語言中，會爲每一個客戶端連接創建一個新的線程。而每個線程需要耗費大約2MB內存。也就是說，理論上，一個8GB內存的服務器可以同時連接的最大用戶數爲4000個左右。要讓Web應用程序支持更多的用戶，就需要增加服務器的數量，而Web應用程序的硬件成本當然就上升了。

Node.js不爲每個客戶連接創建一個新的線程，而僅僅使用一個線程。當有用戶連接了，就觸發一個內部事件，通過非阻塞I/O、事件驅動機制，讓Node.js程序宏觀上也是並行的。使用Node.js，一個8GB內存的服務器，可以同時處理超過4萬用戶的連接。

另外，單線程帶來的好處，操作系統完全不再有線程創建、銷燬的時間開銷。

壞處，就是一個用戶造成了線程的崩潰，整個服務都崩潰了，其他人也崩潰了。

2、非阻塞I/O

例如，當在訪問數據庫取得數據的時候，需要一段時間。在傳統的單線程處理機制中，在執行了訪問數據庫代碼之後，整個線程都將暫停下來，等待數據庫返回結果，才能執行後面的代碼。也就是說，I/O阻塞了代碼的執行，極大地降低了程序的執行效率。

由於Node.js中採用了非阻塞型I/O機制，因此在執行了訪問數據庫的代碼之後，將立即轉而執行其後面的代碼，把數據庫返回結果的處理代碼放在回調函數中，從而提高了程序的執行效率。

當某個I/O執行完畢時，將以事件的形式通知執行I/O操作的線程，線程執行這個事件的回調函數。爲了處理異步I/O，線程必須有事件循環，不斷的檢查有沒有未處理的事件，依次予以處理。

阻塞模式下，一個線程只能處理一項任務，要想提高吞吐量必須通過多線程。而非阻塞模式下，一個線程永遠在執行計算操作，這個線程的CPU核心利用率永遠是100%。所以，這是一種特別有哲理的解決方案：與其人多，但是好多人閒着；還不如一個人玩命，往死裏幹活兒。

3、事件驅動 event-driven

在Node中，客戶端請求建立連接，提交數據等行爲，會觸發相應的事件。在Node中，在一個時刻，只能執行一個事件回調函數，但是在執行一個事件回調函數的中途，可以轉而處理其他事件（比如，又有新用戶連接了），然後返回繼續執行原事件的回調函數，這種處理機制，稱爲“事件環”機制。

Node.js底層是C++（V8也是C++寫的）。底層代碼中，近半數都用於事件隊列、回調函數隊列的構建。用事件驅動來完成服務器的任務調度，這是鬼才才能想到的。針尖上的舞蹈，用一個線程，擔負起了處理非常多的任務的使命。

單線程，單線程的好處，減少了內存開銷，操作系統的內存換頁。

如果某一個事情，進入了，但是被I/O阻塞了，所以這個線程就阻塞了。

非阻塞I/O， 不會傻等I/O語句結束，而會執行後面的語句。

非阻塞就能解決問題了麼？比如執行着小紅的業務，執行過程中，小剛的I/O回調完成了，此時怎麼辦？？

事件機制，事件環，不管是新用戶的請求，還是老用戶的I/O完成，都將以事件方式加入事件環，等待調度。

說是三個特點，實際上是一個特點，離開誰都不行，都玩兒不轉了。

Node.js很像摳門的餐廳老闆，只聘請1個服務員，服務很多人。結果，比很多服務員效率還高。

Node.js中所有的I/O都是異步的，回調函數，套回調函數。

Node.js 適合開發什麼？

Node.js適合用來開發什麼樣的應用程序呢？

善於I/O，不善於計算。因爲Node.js最擅長的就是任務調度，如果你的業務有很多的CPU計算，實際上也相當於這個計算阻塞了這個單線程，就不適合Node開發。

當應用程序需要處理大量併發的I/O，而在向客戶端發出響應之前，應用程序內部並不需要進行非常複雜的處理的時候，Node.js非常適合。Node.js也非常適合與web socket配合，開發長連接的實時交互應用程序。

比如：

● 用戶表單收集

● 考試系統

● 聊天室

● 圖文直播

● 提供JSON的API（爲前臺Angular使用）

Node.js 與 PHP、JSP的不同

● Node.js不是一種獨立的語言，與PHP、JSP、Python、Perl、Ruby的“既是語言，也是平臺”不同，Node.js的使用JavaScript進行編程，運行在JavaScript引擎上（V8）。

● 與PHP、JSP等相比（PHP、JSP、.net都需要運行在服務器程序上，Apache、Naginx、Tomcat、IIS），Node.js跳過了Apache、Naginx、IIS等HTTP服務器，它自己不用建設在任何服務器軟件之上。Node.js的許多設計理念與經典架構（LAMP = Linux + Apache + MySQL + PHP）有着很大的不同，可以提供強大的伸縮能力。Node.js沒有web容器。

示例一：頁面顯示"Hello World!"

JS代碼：

//require表示引包，引包就是引用自己的一個特殊功能
var http = require('http');

//創建服務器，參數就是一個回調函數，表示如果有請求進來，要做什麼
var server = http.createServer(function(req, res){
            //req表示請求， request；res表示響應，response

    //設置HTTP頭部，狀態碼是200， 文件類型是html。字符編碼格式是 UTF-8
    res.writeHead(200, {'Content-Type':'text/html; charset= UTF-8; '});
    res.end('Hello World!');
});

//運行服務器，監聽8083端口
server.listen(8083, '127.0.0.1');

打開瀏覽器，輸入 127.0.0.1:8083

示例二：Node.js沒有Web容器

在使用Apache服務器時，我們經常可以看到在 htdocs目錄中有各種子文件夾，我們要訪問指定頁面，只需要在瀏覽器地址欄中輸入 127.0.0.1:80/app/index.html 類似這樣的結構

但是，Node.js 由於沒有Web容器，所以在url 地址後面在輸入 /xx.xx 時並不能正常顯示

有這麼一個文件目錄結構：

fang.html 裏面是一個紅色的、正方形的div，yuan.html 裏面是一個綠色的、圓形的div

現在新建一個 noWebContainer.js，看能否在url中輸入 fang.html 打開頁面

//require表示引包，引包就是引用自己的一個特殊功能
var http = require('http');
var fs = require('fs');

//創建服務器，參數是一個回調函數，表示如果有請求進來，要做什麼
var server = http.createServer(function(req, res){
   
    res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
    res.end("Hello World!");
    
});


//運行服務器，監聽4000端口（端口號可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

運行 127.0.0.1:4000，並在url後面加上 /fang.html，發現完全沒用

現在初步對“Node.js沒有web容器”這句話有了一點印象了，那想要打開fang.html，怎麼辦呢？

//require表示引包，引包就是引用自己的一個特殊功能
var http = require('http');
var fs = require('fs');

//創建服務器，參數是一個回調函數，表示如果有請求進來，要做什麼
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url=='/fang'){
        fs.readFile('./fang.html', function(err,data){
            //req表示請求，request;  res表示響應，response
            //設置HTTP頭部，狀態碼是200，文件類型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {'Content-type':'text/html;charset=UTF-8'});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//運行服務器，監聽4000端口（端口號可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

也就是說，如果請求的url 裏面包含了 /fang，就讀取當前目錄下（./ ---> 表示當前目錄）的 fang.html，否則，就只顯示 Hello World

同理，我也可以輸入 /yuan，顯示 yuan.html

//require表示引包，引包就是引用自己的一個特殊功能
var http = require('http');
var fs = require('fs');

//創建服務器，參數是一個回調函數，表示如果有請求進來，要做什麼
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url=='/fang'){
        fs.readFile('./fang.html', function(err,data){
            //req表示請求，request;  res表示響應，response
            //設置HTTP頭部，狀態碼是200，文件類型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {'Content-type':'text/html;charset=UTF-8'});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url=='/yuan'){
        fs.readFile('./yuan.html', function(err,data){

            res.writeHead(200, {'Content-type':'text/html;charset=UTF-8'});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//運行服務器，監聽4000端口（端口號可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

進一步，在 fang.html 中添加一個圖片，從上面的目錄結構中可以看到，圖片的路徑是完全正確的

<img src="yule.png" alt="圖片">

運行 127.0.0.1:4000/fang，卻發現圖片破了，說明路徑不對。但事實上，我們可以看到，這個路徑是一點問題都沒有的呀，那怎麼辦呢？

又回到了那句話，“Node.js沒有web容器”，所以，還是要用前面的方法處理一下圖片

//require表示引包，引包就是引用自己的一個特殊功能
var http = require('http');
var fs = require('fs');

//創建服務器，參數是一個回調函數，表示如果有請求進來，要做什麼
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url=='/fang'){
        fs.readFile('./fang.html', function(err,data){
            //req表示請求，request;  res表示響應，response
            //設置HTTP頭部，狀態碼是200，文件類型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {'Content-type':'text/html;charset=UTF-8'});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url=='/yuan'){
        fs.readFile('./yuan.html', function(err,data){

            res.writeHead(200, {'Content-type':'text/html;charset=UTF-8'});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url=='/yule.png'){
        fs.readFile('./yule.png', function(err,data){

            res.writeHead(200, {"Content-type":"image/jpg"});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//運行服務器，監聽4000端口（端口號可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

再次運行，圖片可正常顯示

現在新建一個 yellow.css 樣式表，讓 yuan.html 引入這個css 文件

yellow.css

body{background:yellow;}

但是，頁面的背景顏色沒有發生任何改變

看來 “Node.js沒有web容器”這句話是無處不在呀，同樣需要對 css 文件做處理

//require表示引包，引包就是引用自己的一個特殊功能
var http = require('http');
var fs = require('fs');

//創建服務器，參數是一個回調函數，表示如果有請求進來，要做什麼
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url=='/fang'){
        fs.readFile('./fang.html', function(err,data){
            //req表示請求，request;  res表示響應，response
            //設置HTTP頭部，狀態碼是200，文件類型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {'Content-type':'text/html;charset=UTF-8'});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url=='/yuan'){
        fs.readFile('./yuan.html', function(err,data){

            res.writeHead(200, {'Content-type':'text/html;charset=UTF-8'});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url=='/yule.png'){
        fs.readFile('./yule.png', function(err,data){

            res.writeHead(200, {"Content-type":"image/jpg"});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url=='/yellow'){
        fs.readFile('./yellow.css', function(err,data){

            res.writeHead(200, {"Content-type":"text/css"});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//運行服務器，監聽4000端口（端口號可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

再次運行代碼，發現頁面背景顏色變成了黃色

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