一個 “編碼就緒” 服務器
Node 是一個服務器端 JavaScript 解釋器，它將改變服務器應該如何工作的概念。它的目標是幫助程序員構建高度可伸縮的應用程序，編寫能夠處理數萬條同時連接到一個（只有一個）物理機的連接代碼。
簡介
如果您聽說過 Node，或者閱讀過一些文章，宣稱 Node 是多麼多麼的棒，那麼您可能會想：“Node 究竟是什麼東西？” 即便是在參閱 Node 的主頁之後，您甚至可能還是 不明白 Node 爲何物？Node 肯定不適合每個程序員，但它可能是某些程序員一直苦苦追尋的東西。
爲 試圖解釋什麼是 Node.js，本文將簡要介紹一些背景信息：它要解決的問題，它如何工作，如何運行一個簡單應用程序，最後，Node 在什麼情況下是一個好的解決方案。本文不涉及如何編寫一個複雜的 Node 應用程序，也不是一份全面的 Node 教程。閱讀本文應該有助於您決定是否應該繼續學習 Node，以便將其用於您的業務。
Node 旨在解決什麼問題？
Node 公開宣稱的目標是 “旨在提供一種簡單的構建可伸縮網絡程序的方法”。當前的服務器程序有什麼問題？我們來做個數學題。在 Java™ 和 PHP 這類語言中，每個連接都會生成一個新線程，每個新線程可能需要 2 MB 的配套內存。在一個擁有 8 GB RAM 的系統上，理論上最大的併發連接數量是 4,000 個用戶。隨着您的客戶羣的增長，如果希望您的 Web 應用程序支持更多用戶，那麼，您必須添加更多服務器。當然，這會增加服務器成本、流量成本和人工成本等成本。除這些成本上升外，還有一個潛在技術問題，即 用戶可能針對每個請求使用不同的服務器，因此，任何共享資源都必須在所有服務器之間共享。鑑於上述所有原因，整個 Web 應用程序架構（包括流量、處理器速度和內存速度）中的瓶頸是：服務器能夠處理的併發連接的最大數量。
Node 解決這個問題的方法是：更改連接到服務器的方式。每個連接發射一個在 Node 引擎的進程中運行的事件，而不是爲每個連接生成一個新的 OS 線程（併爲其分配一些配套內存）。Node 聲稱它絕不會死鎖，因爲它根本不允許使用鎖，它不會直接阻塞 I/O 調用。Node 還宣稱，運行它的服務器能支持數萬個併發連接。
現在您有了一個能處理數萬個併發連接的程序，那麼您能通過 Node 實際構建什麼呢？如果您有一個 Web 應用程序需要處理這麼多連接，那將是一件很 “恐怖” 的事！那是一種 “如果您有這個問題，那麼它根本不是問題” 的問題。在回答上面的問題之前，我們先看看 Node 的工作原理以及它的設計運行方式。
Node 肯定不是什麼？
沒錯，Node 是一個服務器程序。但是，基礎 Node 產品肯定不 像 Apache 或 Tomcat。本質上，那些服務器 “安裝就緒型” 服 務器產品，支持立即部署應用程序。通過這些產品，您可以在一分鐘內啓動並運行一個服務器。Node 肯定不是這種產品。Apache 能通過添加一個 PHP 模塊來允許開發人員創建動態 Web 頁，添加一個 SSL 模塊來實現安全連接，與此類似，Node 也有模塊概念，允許向 Node 內核添加模塊。實際上，可供選擇的用於 Node 的模塊有數百個之多，社區在創建、發佈和更新模塊方面非常活躍，一天甚至可以處理數十個模塊。本文後面將討論 Node 的整個模塊部分。
Node 如何工作？
Node 本身運行 V8 JavaScript。等等，服務器上的 JavaScript？沒錯，您沒有看錯。對於只在客戶機上使用 JavaScript 的程序員而言，服務器端 JavaScript 可能是一個新概念，但這個概念本身並非遙不可及，因此爲何不能在服務器上使用客戶機上使用的編程語言？
什麼是 V8？V8 JavaScript 引擎是 Google 用於其 Chrome 瀏覽器的底層 JavaScript 引擎。很少有人考慮 JavaScript 在客戶機上實際做了些什麼？實際上，JavaScript 引擎負責解釋並執行代碼。Google 使用 V8 創建了一個用 C++ 編寫的超快解釋器，該解釋器擁有另一個獨特特徵；您可以下載該引擎並將其嵌入任何應用程序。V8 JavaScript 引擎並不僅限於在一個瀏覽器中運行。因此，Node 實際上會使用 Google 編寫的 V8 JavaScript 引擎，並將其重建爲可在服務器上使用。太完美了！既然已經有一個不錯的解決方案可用，爲何還要創建一種新語言呢？
事件驅動編程
許多程序員接受的教育使他們認爲，面向對象編程是完美的編程設計，這使得他們對其他編程方法不屑一顧。Node 使用了一個所謂的事件驅動編程模型。
清單 1. 客戶端上使用 jQuery 的事件驅動編程
// jQuery code on the client-side showing how Event-Driven programming works // When a button is pressed, an Event occurs - deal with it // directly right here in an anonymous function, where all the // necessary variables are present and can be referenced directly $("#myButton").click(function(){ if ($("#myTextField").val() != $(this).val()) alert("Field must match button text"); });
實際上，服務器端和客戶端沒有任何區別。沒錯，這沒有按鈕點擊操作，也沒有向文本字段鍵入的操作，但在一個更高的層面上，事件正在 發生。一個連接被建立，這是一個事件！數據通過連接進行接收，這也是一個事件！數據通過連接停止，這還是一個事件！
爲 什麼這種設置類型對 Node 很理想？JavaScript 是一種很棒的事件驅動編程語言，因爲它允許使用匿名函數和閉包，更重要的是，任何寫過代碼的人都熟悉它的語法。事件發生時調用的回調函數可以在捕獲事件處 進行編寫。這樣可以使代碼容易編寫和維護，沒有複雜的面向對象框架，沒有接口，沒有過度設計的可能性。只需監聽事件，編寫一個回調函數，其他事情都可以交 給系統處理！
示例 Node 應用程序
最 後，我們來看一些代碼！讓我們將討論過的所有內容彙總起來，從而創建我們的第一個 Node 應用程序。我們已經知道，Node 對於處理高流量應用程序很理想，所以我們將創建一個非常簡單的 Web 應用程序，一個爲實現最快速度而構建的應用程序。下面是 “老闆” 交代的關於我們的樣例應用程序的具體要求：創建一個隨機數字生成器 RESTful API。這個應用程序應該接受一個輸入：一個名爲 “number” 的參數。然後，應用程序返回一個介於 0 和該參數之間的隨機數字，並將生成的數字返回給調用者。由於 “老闆” 希望該應用程序成爲一個廣泛流行的應用程序，因此它應該能處理 50,000 個併發用戶。我們來看看以下代碼：
清單 2. Node 隨機數字生成器
/ these modules need to be imported in order to use them. // Node has several modules. They are like any #include // or import statement in other languages var http = require("http"); var url = require("url"); // The most important line in any Node file. This function // does the actual process of creating the server. Technically, // Node tells the underlying operating system that whenever a // connection is made, this particular callback function should be // executed. Since we're creating a web service with REST API, // we want an HTTP server, which requires the http variable // we created in the lines above. // Finally, you can see that the callback method receives a 'request' // and 'response' object automatically. This should be familiar // to any PHP or Java programmer. http.createServer(function(request, response) { // The response needs to handle all the headers, and the return codes // These types of things are handled automatically in server programs // like Apache and Tomcat, but Node requires everything to be done yourself response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"}); // Here is some unique-looking code. This is how Node retrives // parameters passed in from client requests. The url module // handles all these functions. The parse function // deconstructs the URL, and places the query key-values in the // query object. We can find the value for the "number" key // by referencing it directly - the beauty of JavaScript. var params = url.parse(request.url, true).query; var input = params.number; // These are the generic JavaScript methods that will create // our random number that gets passed back to the caller var numInput = new Number(input); var numOutput = new Number(Math.random() * numInput).toFixed(0); // Write the random number to response response.write(numOutput); // Node requires us to explicitly end this connection. This is because // Node allows you to keep a connection open and pass data back and forth, // though that advanced topic isn't discussed in this article. response.end(); // When we create the server, we have to explicitly connect the HTTP server to // a port. Standard HTTP port is 80, so we'll connect it to that one. }).listen(80); // Output a String to the console once the server starts up, letting us know everything // starts up correctly console.log("Random Number Generator Running...");
啓動應用程序
將上面的代碼放入一個名爲 “random.js” 的文件中。現在，要啓動這個應用程序並運行它（以便創建 HTTP 服務器並監聽端口 80 上的連接），只需在您的命令提示中輸入以下命令：% node random.js。下面是服務器已經啓動並運行時看起來的樣子：
root@ubuntu:/home/moila/ws/mike# node random.js Random Number Generator Running...
訪問應用程序
應 用程序已經啓動並運行。Node 正在監聽所有連接，我們來測試一下。由於我們創建了一個簡單的 RESTful API，所以可以使用 Web 瀏覽器來訪問這個應用程序。鍵入以下地址（確保您已完成了上面的步驟）：http://localhost/?number=27。
您的瀏覽器窗口將更改到一個介於 0 到 27 之間的隨機數字。單擊瀏覽器上的 “重新載入” 按鈕，您會得到另一個隨機數字。就是這樣，這就是您的第一個 Node 應用程序！
Node 對什麼有好處？
到此爲止，您可能能夠回答 “Node 是什麼” 這個問題了，但您可能還有一個問題：“Node 有什麼用途？” 這是一個需要提出的重要問題，因爲肯定有些東西能受益於 Node。
它對什麼有好處？
正如您此前所看到的，Node 非常適合以下情況：在響應客戶端之前，您預計可能有很高的流量，但所需的服務器端邏輯和處理不一定很多。Node 表現出衆的典型示例包括：
- RESTful API
提 供 RESTful API 的 Web 服務接收幾個參數，解析它們，組合一個響應，並返回一個響應（通常是較少的文本）給用戶。這是適合 Node 的理想情況，因爲您可以構建它來處理數萬條連接。它仍然不需要大量邏輯；它本質上只是從某個數據庫中查找一些值並將它們組成一個響應。由於響應是少量文 本，入站請求也是少量的文本，因此流量不高，一臺機器甚至也可以處理最繁忙的公司的 API 需求。
- Twitter 隊列
想 像一下像 Twitter 這樣的公司，它必須接收 tweets 並將其寫入數據庫。實際上，每秒幾乎有數千條 tweet 達到，數據庫不可能及時處理高峯時段所需的寫入數量。Node 成爲這個問題的解決方案的重要一環。如您所見，Node 能處理數萬條入站 tweet。它能快速而又輕鬆地將它們寫入一個內存排隊機制（例如 memcached），另一個單獨進程可以從那裏將它們寫入數據庫。Node 在這裏的角色是迅速收集 tweet，並將這個信息傳遞給另一個負責寫入的進程。想象一下另一種設計（常規 PHP 服務器會自己嘗試處理對數據庫本身的寫入）：每個 tweet 都會在寫入數據庫時導致一個短暫的延遲，因爲數據庫調用正在阻塞通道。由於數據庫延遲，一臺這樣設計的機器每秒可能只能處理 2000 條入站 tweet。每秒處理 100 萬條 tweet 則需要 500 個服務器。相反，Node 能處理每個連接而不會阻塞通道，從而能夠捕獲儘可能多的 tweets。一個能處理 50,000 條 tweet 的 Node 機器僅需 20 臺服務器即可。
- 電子遊戲統計數據
如 果您在線玩過《使命召喚》這款遊戲，當您查看遊戲統計數據時，就會立即意識到一個問題：要生成那種級別的統計數據，必須跟蹤海量信息。這樣，如果有數百萬 玩家同時在線玩遊戲，而且他們處於遊戲中的不同位置，那麼很快就會生成海量信息。Node 是這種場景的一種很好的解決方案，因爲它能採集遊戲生成的數據，對數據進行最少的合併，然後對數據進行排隊，以便將它們寫入數據庫。使用整個服務器來跟蹤 玩家在遊戲中發射了多少子彈看起來很愚蠢，如果您使用 Apache 這樣的服務器，可能會 有一些有用的限制；但相反，如果您專門使用一個服務器來跟蹤一個遊戲的所有統計數據，就像使用運行 Node 的服務器所做的那樣，那看起來似乎是一種明智之舉。
Node 模塊
盡 管不是本文最初計劃討論的主題，但應廣大讀者要求，本文已經擴展爲包含一個 Node Modules 和 Node Package Manager 簡介。正如已經習慣使用 Apache 的開發人員那樣，您也可以通過安裝模塊來擴展 Node 的功能。但是，可用於 Node 的模塊極大地 增強了這個產品，那些模塊非常有用，將使用 Node 的開發人員通常會安裝幾個模塊。因此，模塊也就變得越來越重要，甚至成爲整個產品的一個關鍵部分。
在 “參考資料” 部分，我提供了一個指向模塊頁面的鏈接，該頁面列示了所有可用模塊。爲了展示模塊能夠提供的可能性，我在數十個可用模塊中包含了以下幾個模塊：一個用於編 寫動態創建的頁面（比如 PHP），一個用於簡化 MySQL 使用，一個用於幫助使用 WebSockets，還有一個用來協助文本和參數解析的模塊。我不會詳細介紹這些模塊，這是因爲這篇概述文章旨在幫助您瞭解 Node 並確定是否需要深入學習（再次重申），如果需要，那麼您肯定有機會用到這些可用模塊。
另外，Node 的一個特性是 Node Package Module，這是一個內置功能，用於安裝和管理 Node 模塊。它自動處理依賴項，因此您可以確定：您想要安裝的任何模塊都將正確安裝幷包含必要的依賴項。它還支持將您自己的模塊發佈到 Node 社區，假如您選擇加入社區並編寫自己的模塊的話。您可以將 NPM 視爲一種允許輕鬆擴展 Node 功能的方法，不必擔心這會破壞您的 Node 安裝。同樣，如果您選擇深入學習 Node，那麼 NPM 將是您的 Node 解決方案的一個重要組成部分。
結束語
閱 讀本文之後，您在本文開頭遇到的問題 “Node.js 究竟是什麼東西?” 應該已經得到了解答，您應該能通過幾個清晰簡潔的句子回答這個問題。如果這樣，那麼您已經走到了許多程序員的前面。我和許多人都談論過 Node，但他們對 Node 究竟用於做什麼一直很迷惑。可以理解，他們具有的是 Apache 的思維方式，認爲服務器就是一個應用程序，將 HTML 文件放入其中，一切就會正常運轉。由於大多數程序員都熟悉 Apache 及其用途，因此，描述 Node 的最簡單方法就是將它與 Apache 進行比較。Node 是一個程序，能夠完成 Apache 能夠完成的所有任務（藉助一些模塊），而且，作爲一個可以將其作爲基礎進行構建的可擴展 JavaScript 平臺，Node 還能完成更多的任務。
從 本文可以看出，Node 完成了它提供高度可伸縮服務器的目標。它使用了 Google 的一個非常快速的 JavaScript 引擎，即 V8 引擎。它使用一個事件驅動設計來保持代碼最小且易於閱讀。所有這些因素促成了 Node 的理想目標，即編寫一個高度可伸縮的解決方案變得比較容易。
與理解 Node 是 什麼同樣重要的是，理解它不是 什麼。Node 並不只是 Apache 的一個替代品，它旨在使 PHP Web 應用程序更容易伸縮。事實遠非如此。儘管 Node 還處於初始階段，但它發展得非常迅速，社區參與度非常高，社區成員創建了大量優秀模塊，一年之內，這個不斷髮展的產品就有可能出現在您的企業中。
本文轉載自:http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-nodejs/index.html?ca=drs-
來源：http://www.oschina.net/question/91955_47352