本文主要為您介紹 Node.js 的背景及它能做什么，擅長(zhǎng)什么，不會(huì)涉及到復(fù)雜的代碼層面的知識(shí)講解，如果你覺(jué)得自己很熟悉了，也可以忽略它。
作者簡(jiǎn)介：五月君，Nodejs Developer，熱愛(ài)技術(shù)、喜歡分享的 90 后青年，「Nodejs技術(shù)棧」，Github 開(kāi)源項(xiàng)目 https://www.nodejs.red
文末附上筆者最近整理的 Node.js 技術(shù)棧學(xué)習(xí)指南路線圖 供大家學(xué)習(xí)參考！
背景介紹
Node.js® is a JAVAScript runtime built on Chrome’s V8 JavaScript engine. 這是來(lái)自 Node.js 官網(wǎng) https://nodejs.org/en/ 的一段介紹，翻譯成中文意為 Node.js 是一個(gè)基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 運(yùn)行環(huán)境。這里重點(diǎn)幾個(gè)關(guān)鍵詞 V8、JavaScript 后續(xù)會(huì)講解，從這里可以看出 Node.js 并不是一門(mén)新的編程語(yǔ)言，做為初學(xué)者這點(diǎn)先要弄清楚，它是 JavaScript 的運(yùn)行環(huán)境，更進(jìn)一步的說(shuō)是在服務(wù)端的運(yùn)行環(huán)境，因此這里的編程語(yǔ)言指的是 JavaScript。
時(shí)間回歸到 2009 年，在當(dāng)時(shí) JavaScript 還是一個(gè)跑在瀏覽器環(huán)境里的一門(mén)腳本語(yǔ)言，當(dāng)時(shí)的筆者還是一名高中生，接觸的編程語(yǔ)言是 VB 并不知 JavaScript 為何物，但隨后接觸 JavaScript 之后了解到這之前用它可以寫(xiě)一些瀏覽器腳本，做一些動(dòng)態(tài)特效，主要用于前端頁(yè)面交互。在 2009 這一時(shí)間線之后 Javascript 不只運(yùn)行于瀏覽器，還可以運(yùn)行于服務(wù)端，簡(jiǎn)直打通了前端與后端的任督二脈，當(dāng)然這要?dú)w功于 Node.js 之父 Ryan Dahl。一度認(rèn)為這是很偉大的，在眾多編程語(yǔ)言里，為什么會(huì)選擇 JavaScript 呢？且看下面介紹。
為什么是 JavaScript？
Node.js 使用了一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)、非阻塞式 I/O 的模型，使其輕量又高效。這是來(lái)自于 Node.js 的另一個(gè)介紹，關(guān)鍵詞 事件驅(qū)動(dòng)、非阻塞式 I/O 因此，在基于這些條件之下 Node.js 作者 Ryan Dahl 在評(píng)估了 C、Lua、Haskell、Ruby、JavaScript 等語(yǔ)言之后，最終選擇了 JavaScript，為什么呢？
JavaScript 是一個(gè)單線程的語(yǔ)言，單線程的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)像 Java 這些多線程語(yǔ)言在編程時(shí)出現(xiàn)線程同步、線程鎖問(wèn)題同時(shí)也避免了上下文切換帶來(lái)的性能開(kāi)銷(xiāo)問(wèn)題，那么其實(shí)在瀏覽器環(huán)境也只能是單線程，可以想象一下多線程對(duì)同一個(gè) DOM 進(jìn)行操作是什么場(chǎng)景？不是亂套了嗎？那么單線程可能你會(huì)想到的一個(gè)問(wèn)題是，前面一個(gè)執(zhí)行不完，后面不就卡住了嗎？當(dāng)然不能這樣子的，JavaScript 是一種采用了事件驅(qū)動(dòng)、異步回調(diào)的模式，另外 JavaScript 在服務(wù)端不存在什么歷史包袱，在虛擬機(jī)上由于又有了 Chrome V8 的支持，使得 JavaScript 成為了 Node.js 的首選語(yǔ)言。
為什么選擇 JavaScript 作者 Ryan Dahl 應(yīng)該是最有發(fā)言權(quán)的，這里查了一些資料及參考了 深入淺出 Node.js 一書(shū)，供大家有個(gè)初步的認(rèn)知。
Node.js 架構(gòu)
Node.js 由 Libuv、Chrome V8、一些核心 API 構(gòu)成，如下圖所示：
以上展示了 Node.js 的構(gòu)成，下面做下簡(jiǎn)單說(shuō)明：
- Node Standard Library：Node.js 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，對(duì)外提供的 JavaScript 接口，例如模塊 http、buffer、fs、stream 等Node bindings：這里就是 JavaScript 與 C++ 連接的橋梁，對(duì)下層模塊進(jìn)行封裝，向上層提供基礎(chǔ)的 API 接口。V8：google 開(kāi)源的高性能 JavaScript 引擎，使用 C++ 開(kāi)發(fā)，并且應(yīng)用于谷歌瀏覽器。如果您感興趣想學(xué)習(xí)更多的 V8 引擎知識(shí)，請(qǐng)?jiān)L問(wèn) What is V8?Libuv：是一個(gè)跨平臺(tái)的支持事件驅(qū)動(dòng)的 I/O 庫(kù)。它是使用 C 和 C++ 語(yǔ)言為 Node.js 所開(kāi)發(fā)的，同時(shí)也是 I/O 操作的核心部分，例如讀取文件和 OS 交互。來(lái)自一份 Libuv 的中文教程C-ares：C-ares 是一個(gè)異步 DNS 解析庫(kù)Low-Level Components：提供了 http 解析、OpenSSL、數(shù)據(jù)壓縮（zlib）等功能。
以上只是做一個(gè)初步的認(rèn)知，如果你想深入了解 Node.js 那么多每個(gè)點(diǎn)都是值得你深入研究的。
來(lái)自 stack overflow 的一個(gè)參考：which-is-correct-node-js-architecture
Node.js 特點(diǎn)
在了解了 Node.js 的一些背景及架構(gòu)模型之后，已經(jīng)解決了它來(lái)自哪里？是什么？這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在我們來(lái)看看能解決什么問(wèn)題？它適合做什么？
在這之前不知道您有沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)，Node.js 很擅長(zhǎng) I/O 密集型任務(wù)，應(yīng)對(duì)一些 I/O 密集型的高并發(fā)場(chǎng)景還是很有優(yōu)勢(shì)的，事實(shí)也如此，這也是它的定位：提供一種簡(jiǎn)單安全的方法在 JavaScript 中構(gòu)建高性能和可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。
- 單線程
Node.js 使用單線程來(lái)運(yùn)行，而不是向 Apache HTTP 之類(lèi)的其它服務(wù)器，每個(gè)請(qǐng)求將生產(chǎn)一個(gè)線程，這種方法避免了 CPU 上下文切換和內(nèi)存中的大量執(zhí)行堆棧，這也是 Nginx 和其它服務(wù)器為解決 “上一個(gè) 10 年，著名的 C10K 并發(fā)連接問(wèn)題” 而采用的方法。
- 非阻塞 I/O
Node.js 避免了由于需要等待輸入或者輸出（數(shù)據(jù)庫(kù)、文件系統(tǒng)、Web服務(wù)器…）響應(yīng)而造成的 CPU 時(shí)間損失，這得益于 Libuv 強(qiáng)大的異步 I/O。
- 事件驅(qū)動(dòng)編程
事件與回調(diào)在 JavaScript 中已是屢見(jiàn)不鮮，同時(shí)這種編程對(duì)于習(xí)慣同步思路的同學(xué)來(lái)說(shuō)可能一時(shí)很難理解，但是這種編程模式，確是一種高性能的服務(wù)模型。Node.js 與 Nginx 均是基于事件驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)，不同之處在于 Nginx 采用純 C 進(jìn)行編寫(xiě)，僅適用于 Web 服務(wù)器，在業(yè)務(wù)處理方面 Node.js 則是一個(gè)可擴(kuò)展、高性能的平臺(tái)。
- 跨平臺(tái)
起初 Node.js 只能運(yùn)行于 linux 平臺(tái)，在 v0.6.0 版本后得益于 Libuv 的支持可以在 windows 平臺(tái)運(yùn)行。
Node.js 適用于什么
講了這么多那么談下 Node.js 適合什么場(chǎng)景？
- I/O 密集型場(chǎng)景
Node.js 的優(yōu)勢(shì)主要在于事件循環(huán)，非阻塞異步 I/O，只開(kāi)一個(gè)線程，不會(huì)每個(gè)請(qǐng)求過(guò)來(lái)我都去創(chuàng)建一個(gè)線程，從而產(chǎn)生資源開(kāi)銷(xiāo)。
- ResutFul API
通常我們可以使用 Node.js 來(lái)做為中間層，負(fù)責(zé)組裝數(shù)據(jù)提供 API 接口給到前端調(diào)用，這些數(shù)據(jù)源可能來(lái)自第三方接口或者數(shù)據(jù)庫(kù)，例如，以前可能我們通過(guò)后端 Java、php 等其它語(yǔ)言來(lái)做，現(xiàn)在我們前端工程師通過(guò) Node.js 即可完成，后端則可以更專(zhuān)注于業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)。
既然提到了 ResultFul API，順便推薦一個(gè)去哪兒開(kāi)源的 API 管理工具 YAPI：https://github.com/YMFE/yapi 使用的 Node.js 進(jìn)行開(kāi)發(fā)的（聲明下這里不是打廣告，只是這個(gè)用起來(lái)真的很贊！忍不住向給大家推薦！）。
- RPC 服務(wù)
RPC（Remote Procedure Call）中文名「遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用」，也許你對(duì)它很陌生，但是在當(dāng)今微服務(wù)模式下，我們可能是針對(duì)功能或者具體的業(yè)務(wù)形態(tài)進(jìn)行服務(wù)化，那么服務(wù)之間的通信一種常見(jiàn)的模式我們都知道通過(guò) HTTP 來(lái)實(shí)現(xiàn)，了解網(wǎng)絡(luò)模型的同學(xué)可能知道，如果我們現(xiàn)在通過(guò) TCP 的方式是不是會(huì)更高效呢？
當(dāng)然是的，HTTP 屬于應(yīng)用層協(xié)議，在這之下就是傳輸層，顯然以 TCP 形式是很有優(yōu)勢(shì)的，RPC 服務(wù)也就是采用的 TCP，現(xiàn)在出名的 RPC 服務(wù)例如，Google 的 gRPC、阿里的 Dubbo。
- 基礎(chǔ)工具
可以做為基礎(chǔ)工具，前端領(lǐng)域中的編譯器、構(gòu)建工具、搭建腳手架等。比較出名的例如 Webpack、Gulp 都是很成功的。
- 論壇社區(qū)
Nodeclub 是使用 Node.js 和 MongoDB 開(kāi)發(fā)的社區(qū)系統(tǒng)，界面優(yōu)雅，功能豐富，小巧迅速，可以用它搭建自己的社區(qū)。Cnode 社區(qū)就是一個(gè)成功的例子，Cnode 地址：https://cnodejs.org/
https://github.com/cnodejs/nodeclub
- Backend For Frontend
Backend For Frontend，簡(jiǎn)稱(chēng) BFF，服務(wù)于前端的后端，并非是一種新技術(shù)只是一種邏輯上的分層，在這一層我們可以做一些資源的整合，例如：原先前端需要從三個(gè)不同的地方來(lái)獲取資源，那么，有了這一層之后，我們是不是可以做個(gè)聚合，統(tǒng)一處理之后返回給前端，同時(shí)也不授后端系統(tǒng)的變遷，導(dǎo)致也要去更改。
- Serverless
這將是未來(lái)經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到的一個(gè)詞，ServerLess 是一種 “無(wú)服務(wù)器架構(gòu)”，它不需要開(kāi)發(fā)者去關(guān)心運(yùn)維、流量處理這些工作，開(kāi)發(fā)者則可以更關(guān)注于業(yè)務(wù)本身。
函數(shù)即服務(wù)，那么寫(xiě)一個(gè)函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè) API 接口給到前端，顯然對(duì)開(kāi)發(fā)工作是減輕了很多，在 JavaScript 中函數(shù)則是一等一的公民，在 ServerLess 這一場(chǎng)景下 Node.js 本身也很輕量級(jí)，還是擁有著很大的優(yōu)勢(shì)。
- Microservices
微服務(wù)也是近兩年一個(gè)很火熱的詞，這里提幾個(gè)微服務(wù)主要的特點(diǎn)：小型服務(wù)、以獨(dú)立進(jìn)程運(yùn)行、可以使用不同語(yǔ)言。那么這里則可以根據(jù)業(yè)務(wù)形態(tài)來(lái)選擇不同的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，Node.js 本身也是很輕量級(jí)的，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也很快，在一些 I/O 密集場(chǎng)景還是很適用的。
什么場(chǎng)景選擇什么工具，沒(méi)有最好的只有更合適的！
為什么選擇 Node.js
談一些個(gè)人感受及經(jīng)歷，其實(shí)接觸計(jì)算機(jī)行業(yè)說(shuō)不晚也不早，在高中階段開(kāi)始接觸的編程，在接觸 Node.js 之前也學(xué)過(guò)很多編程語(yǔ)言，大致曲線是這樣的 VB（這個(gè)是在高中時(shí)期）、C、C#(.Net)、Java、PHP 這些都是在學(xué)校的時(shí)候沒(méi)事玩弄的，還有接觸到前端，真的很雜，但沒(méi)有一樣精通的，這也是最可怕的，在大三暑假去了北京一家公司在那里實(shí)習(xí)了兩個(gè)月 PHP，但是之間有遇見(jiàn)做 Node.js 的同學(xué)，當(dāng)時(shí)很好奇，哇奧，這是什么東東，竟然可以讓 JavaScript 做后端，就是沒(méi)見(jiàn)過(guò)市面那種。后來(lái)簡(jiǎn)單的做了了解，回到學(xué)校之后開(kāi)始學(xué)習(xí) Node.js 網(wǎng)上找各種資料看，陰差陽(yáng)錯(cuò)吧，就這樣選擇了 Node.js 直到現(xiàn)在，其實(shí)語(yǔ)言只是一種工具，例如在后端中，拋開(kāi)語(yǔ)言這一層，還有很多東西是需要我們?nèi)ゲ粩鄬W(xué)習(xí)的。
最后一點(diǎn)建議：不要給自己設(shè)定邊界，例如：我一定要學(xué)習(xí) Node.js 或者我一定要學(xué)習(xí) Java 又或者 Python，其實(shí)在有條件的情況下可以多接觸一些其它東西，一方面擴(kuò)展了自己的邊界，另一方面自己也可以從中獲取收益。
Node.js 技術(shù)棧學(xué)習(xí)指南路線圖
這是最近畫(huà)的一張 Node.js 技術(shù)棧學(xué)習(xí)指南路線圖，從中可以看出拋開(kāi)語(yǔ)言這一層面，剩下的都是我們要學(xué)習(xí)的。
