记录了Node.js的组成与特点。

一、Node.js简介

Node.js是开源跨平台的JavaScript运行环境。基于chrome V8引擎、Libuv库及第三方模块实现的单线程应用。

其组成架构图如下图： 组成架构

整体分为3个部分：

  1. Node.js 标准库：
    这部分由 JavaScript 编写的 Node.js 核心模块，供使用者直接引用，位于源码的lib目录。
  2. Node Bingdings：
    Node.js 程序的 main 函数入口，对底层模块进行封装为标准库提供C++类接口，是 JavaScript 与底层 C/C++ 沟通的桥梁，由 C++ 编写，位于源码的 src 目录。
  3. 最底层：
    1. V8 引擎： 用于解析、执行 JavaScrpit 代码的运行环境。
    2. libuv： 提供底层I/O操作接口，包括文件异步I/O线程池和网络的I/O操作，是整个异步I/O实现的核心，由 C/C++ 编写，位于源码的 deps 目录。
    3. 其他 C/C++ 组件和库：如 c-ares、http_parser 等，这些依赖提供了对系统底层功能的访问。

二、特点

1. 单线程

传统的 web 服务模型中，大多都使用多线程来解决并发问题。会为每个客户端连接创建一个新的线程，每个线程大约需要消耗2MB内存。理论上，一个8GB内存的服务器可以同时连接最大的用户数为4000个左右。Node.js只有一个主线程，当用户连接时会触发一个内部事件，通过非阻塞I/O、事件驱动机制，实现Node.js程序的并行，一个8GB内存的服务器，可以同时处理4万用户的连接。

优点：操作系统不再有线程创建、销毁的开销。

缺点：一个代码某个环节崩溃会导致整个系统的崩溃。

2. 非阻塞I/O

Node.js 采用了非阻塞I/O。例如，像是执行了访问数据库的代码后，将立即执行后面的代码，将数据库返回结果交由回调函数处理，从而提高了程序执行效率。当某个I/O执行完成后，将以事件的形式通知执行I/O操作的线程，线程执行这个事件的回调函数，为了处理异步I/O，线程必须有事件循环，不断的检查有没有未处理的事件，依次处理。

相反，阻塞模式下，一个线程只能处理一项任务，想要提高吞吐量必须通过多线程的方式。

3. 事件驱动

在Node.js中，客户端请求建立连接、调用接口等行为会触发相应的事件。 事件循环

3.1 主线程

  1. main：启动入口文件，运行主函数。
  2. event pool：检查是否要进入事件循环。
    • 检查其他线程里是否还有待处理事项。
    • 检查其他任务是否还在进行中（比如计时器、文件读取操作等任务是否完成）。
    • 有以上情况，进入事件循环，运行其他任务。 事件循环的过程：从timer 至 close callbacks整个流程走完，到event loop检查是否结束，没结束继续走一圈。
  3. over：所有事件都结束。

3.2 事件循环

事件循环流程图

三、Node.js适用场景

  1. I/O密集型场景
  2. RestFul API
  3. RPC 服务
  4. BBF
  5. Serverless
  6. 微服务