Node.js是什么

本文的目的不是为了教会你怎么使用Node.js，而是为了正本清源，让你看清真正的Node.js。

一、Node.js不是什么

首先，不是另一个JavaScript框架，不是另一个jQuery、ExtJs、RequireJS、AngularJS。

其次，不是运行在浏览器中的，也不是运行在Web服务器里的，而是单独就能运行的。

Node.js和JavaScript有什么关系呢？Node.js采用的是JavaScript的语法，仅此而已。

需要注意的是Node.js采用的JavaScript是标准的ECMAJavaScript标准，由于不运行在浏览器中，所以不存在浏览器兼容性的问题。也没有DOM处理的相关事情。

二、Node.js是什么

1、Node.js是一个平台，是另一种语言

Node.js是一个平台。

为了帮助理解，我们可以把Node.js看作另外一种语言，只是这种语言碰巧采用了JavaScript的语法而已。

好吧，我们就把Node.js看作一种新的语言，这是一种脚本语言，脚本是解释执行的，所以需要一个解释器。

2008年发起的JavaScript引擎速度大战，极大提高JavaScript解释效率，V8是胜出者之一，Node.js直接采用V8作为JavaScript解释运行的底层支持（类似JVM之于Java）。

2、Node.js能做什么？

作为一个平台，一种语言，最基本的，可以开发基于命令行的或图形界面的桌面程序。

作为一种语言，Node.js支持基本的I/O操作，包括：文件I/O、网络I/O。

基于网络I/O能力，可以进一步实现连接数据库；

基于网络I/O能力，可以用来开发一个提供网络服务的服务器或客户端，如FTP、邮件服务器的服务器和客户端，如写个游戏外挂等。

一般来说，Node.js可完整地运行在Linux/Mac操作系统上，在Windows系统上，会越来越好，但不能保证所有的功能是完整健全的。

采用JavaScript的便捷语法，能做这么多事情，想象也有点小激动呢。

在这里，JavaScript终于升格为一等公民，同Java平起平坐了，不再是那个在浏览器里把Dom当主子伺候当受气小媳妇。

3、Node.js架构

为了实现这些功能，Node.js提供了Node标准库，采用JavaScript语法调用，方便到不行不行的。

为了支撑这些高层接口，底层是用C/C++编写的“Node下层接口”，如下图所示。

从Node.js架构图中可以看到，Node.js可清晰地分为三层：Node标准库、Node下层接口 和 更底层的支持。

更底层的支持中，V8我们前面提到过了，是解析JavaScript语法的引擎，那Libuv是什么呢？

这部分（Libuv、Libeio、Libev、IOCP）隐藏了Node.js最核心的一个秘密。

三、了不起的Node.js

当下流行的技术都是小巧而强大的，比如：nginx、redis、zookeeper等等，族繁不及备载。Node.js也是这样。

Node.js不仅仅在独立性和能力上超脱于浏览器中的同胞，这其中的差别好比当上总统的黑人相对于南方棉花园里的黑奴，甚至比这差别还大。

Node.js是为超大规模数据实时应用设计开发的，在性能上，它也把它的可怜同胞秒成渣。

看下面的对比数据：

四、Node.js的小秘密

为什么能取得这么好的成绩呢？现在给大家揭开这个秘密。

现在我们考虑一个问题，如何更充分地利用CPU资源。

有两个指标可以衡量，一个是CPU的空闲时间，一个是CPU线程的切换次数。

第一个指标：CPU空闲时间，空闲时间越少，效率越高。

第二个指标：我们都知道，CPU计算时间是分成时间片给线程使用的，操作系统负责调度，每次线程切换，需要保存当前现场到CPU外，把场子腾出来给别人用，恢复到时候反之，这是需要开销的，所以，切换次数越少，效率越高。

考虑到这些情况，Node.js采取“单线程＋事件响应”作为基础的计算模型，这就是Node.js的核心秘密。

原理如下图所示，对比了完成同样的计算任务，多线程同步I/O和单线程异步I/O的区别。图中的“计算1”、“计算2”表示CPU在执行计算任务，“I/O”表示发生了I/O阻塞，CPU在空闲等待。

在单线程异步I/O(也就是Node.js采取的方式)中，CPU一直满负荷运转，没有等待的空闲时间。

同时，因为只有一个线程，无需进行进程切换。

回头看Node.js的架构图，Libuv的部分负责的就是事件驱动和异步I/O。

Libuv是Node.js为了统一不同实现做的一层接口抽象，Libeio、Libev、IOCP是具体实现。

至此，我们已经认识这位新朋友了。

是不是消除了好多误会呢？

Node.js这个名字着实起得不好。Node容易让人误会是Dom节点的意思。.js像极了 jQuery.js 中的.js。

真相大白了，Node.js着实和DOM和jQuery参商相隔，没有半毛钱关系，

五、Node.js的微内核

“异步事件模型”是Node.js的微内核，是Node.js的核心思想，是Node.js的主要方法论。

异步机制是Node.js的骨头，事件响应是Node.js的血。

1、基础编程模型

下面，看一段代码吧。

console.log('before db query');

db.query("select * from user",function(res){

    //res.output();

    console.log('finish db query');

})

console.log('after db query');

这段代码输出为：

before db query'

after db query

finish db query

解读一下，db.query的第二个函数是一个回调函数，也可以看作是事件响应函数。

执行完db.query，立即执行后面的console.log('after db query')，而不是等待数据库查询结果。

写过Java/PHP/C#数据库查询代码的童鞋马上脑补一下Java/PHP/C#代码是如何写的，如何执行的。等查询结果返回后才执行后面的语句，有木有？

这是Node.js的基本编程模型，读取文件的Api如下，伙伴们自行体会。

fs.read(filename,encoding,function(err,data){});

2、执行顺序

Node.js启动后，迅速把入口js文件中的语句逐条执行完，然后不断循环：

看一下是否有事件（如数据库查询完成）已经触发了，如果有，调用事件对应的回调函数，执行回调函数中的代码。

如果回调函数没有注册新的事件（如：发起数据库查询、发起 文件读写），则愉快地结束，继续下一次事件循环，等下一次事件触发。

如果回调函数中注册了新的事件，则放入到事件队列中。如下图所示。

六、Node标准库

Node标准库里都有啥呢？

可以到http://nodeapi.ucdok.com/api/查看Api文档。

console、util、fs、http等都是js最基本等模块。

本文只科普，代码层面的介绍另行叙述。

七、外围应用

Node.js的设计初衷是做一个碉堡天的Web应用，底层的API过于简单。

在Node标准库之上，又有应用层面的框架或工具供广大童鞋参考使用。

Express就是其中的一个，用于实现一个

另外还有大量基于Node.js的第三方工具，用于js合并发版的、用于单元测试的等。