2021-07-29 11:08:52 +08:00
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title : 01 - Node . js介绍
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# # todo
- rpc 和 Node . js 的关系
- [ 《 吊打面试官 》 系列 Node . js 全栈秒杀系统 ] ( https : //mp.weixin.qq.com/s/uWeAsJ-P253je15A49uKIQ)
# # 前言
Node 的重要性已经不言而喻 ， 很多互联网公司都已经有大量的高性能系统运行在 Node 之上 。 Node 凭借其单线程 、 异步等举措实现了极高的性能基准 。 此外 ， 目前最为流行的 Web 开发模式是前后端分离的形式 ， 即前端开发者与后端开发者在自己喜欢的 IDE 上独立进行开发 ， 然后通过 HTTP 或是 RPC 等方式实现数据与流程的交互 。 这种开发模式在 Node 的强大功能的引领下变得越来越高效 ， 也越来越受到各个互联网公司的青睐 。
# # # 前端同学为什么要学习后端 / 后端同学为什么要学习前端
- 了解前后端交互流程 。
- 前端同学能够和后台开发的程序员更佳紧密地结合 、 更顺畅地沟通 。
- 当网站的业务逻辑需要前置时 ， 前端人员需要学习一些后台开发的技术 ， 以完成相应的任务 ； ； 反过来也一样 。
- 拓宽知识视野和技术栈 ， 能够站在全局的角度审视整个项目 。
# # # 前端同学为什么要学 Node . js
1 、 Node . js 使用 JavaScript 语言开发服务器端应用 ， * * 便于前端同学上手 * * （ 一些公司甚至要求前端工程师掌握 Node . js 开发 ） 。
2 、 实现了前后端的语法统一 ， * * 有利于和前端代码整合 * * ， 甚至共用部分代码 。
比如说 ， 针对接口返回的各种字段 ， 前后端都必须要做校验 。 此时 ， 如果用 Node . js 来做后台开发的话 ， 前后端可以共用校验的代码 。
3 、 Node . js 性能高 、 生态系统活跃 ， 提供了大量的开源库 。
4 、 Jeff Atwood 在 2007 年提出了著名的 Atwood 定律 ： * * 任何能够用 JavaScript 实现的应用系统 ， 最终都必将用 JavaScript 实现 * * 。 Jeff Atwood 是谁不重要 （ 他是 Stack Overflow 网站的联合创始人 ） ， 重要的是这条定律 。
# # # 后端同学为什么要学 Node . js
因为前端同学在学 Node . js 。
# # 什么是 Node . js
# # # 官方定义
[ Node . js ] ( https : //nodejs.org/zh-cn/) 是一个基于 **Chrome V8 引擎**的 JavaScript 运行环境。Node.js 使用了一个**事件驱动**、**非阻塞式 I/O**的模型，
Node . js 不是一门语言 ， 也不是 JavaScript 的框架 ， 也不是像Nginx一样的Web服务器 ， * * Node . js 是 JavaScript 在服务器端的运行环境 （ 平台 ） * * 。
# # # Node . js 的组成
在 Node . js 里运行 JavaScript ， 跟在 Chrome 里运行 JavaScript 有什么不同 ？
二者采用的是同样的 JS 引擎 。 在 Node . js 里写 JS ， 和在前端写 JS ， 几乎没有不同 。 在写法上的区别在于 ： Node . js 没有浏览器 、 页面标签相关的 API ， 但是新增了一些 Node . js 相关的 API 。 通俗来说 ， 对于开发者而言 ， 在前端写 JS 是用于控制浏览器 ； 而 Node . js 环境写 JS 可以控制整个计算机 。
我们知道 ， JavaScript 的组成分为三个部分 ：
- ECMAScript
- DOM ： 标签元素相关的API
- BOM ： 浏览器相关的API
ECMAScript 是 JS 的语法 ； DOM 和 BOM 浏览器端为 JS 提供的 API 。
而 Node . js 的组成分为 ：
- * * ECMAScript * * 。 ECMAScript 的所有语法在 Node 环境中都可以使用 。
- * * Node 环境 * * 提供的一些 * * 附加 API * * ( 包括文件 、 网络等相关的 API ) 。
如下图所示 ：
! [ ] ( http : //img.smyhvae.com/20200409_1545.png)
# # # 补充
与 PHP 、 JSP 、 Python 、 Perl 、 Ruby 的 “ 既是语言 ， 也是平台 ” 不同 ， Node . js 的使用 JavaScript 进行编程 ， 运行在 Chrome 的 V8 引擎上 。
与 PHP 、 JSP 等相比 （ PHP 、 JSP 、 . net 都需要运行在服务器程序上 ， Apache 、 Nginx 、 Tomcat 、 IIS 。
2021-10-09 11:17:34 +08:00
） ， Node . js 跳过了 Apache 、 Nginx 、 IIS 等 HTTP 服务器 ， 它自己不用建设在任何服务器软件之上 。 Node . js 的许多设计理念与经典架构 （ LAMP = Linux + Apache + MySQL + PHP ） 有着很大的不同 ， 可以提供强大的伸缩能力 。 Node . js 没有 web 容器 。
2021-07-29 11:08:52 +08:00
JS 语言非常灵活 ， 使得它在严谨性方面不如 Java 等传统的静态语言 。 JS 是一门动态语言 ， 而且融合了面向对象和函数式编程这两种编程范式 。
随着 ES6 、 ES7 等 JS 语法规范的出现 ， 以及浏览器对这些规范的支持 ， 使得我们可以用更为现代化的 JS 语言特性 ， 来编写现代化的应用 。
# # Node . js 的架构和依赖
Node . js 的架构如下 ：
! [ ] ( http : //img.smyhvae.com/20180301_1540.png)
Node . js 内部采用 Google Chrome 的 V8 引擎 ， 作为 JavaScript 语言解释器 ； 同时结合自行开发的 libuv 库 ， * * 扩展了 JS 在后端的能力 （ 比如 I / O 操作 、 文件读写 、 数据库操作等 ） * * 。 使得 JS 既可以在前端进行 DOM 操作 （ 浏览器前端 ） ， 又可以在后端调用操作系统资源 ， 是目前最简单的全栈式语言 。
其次 ， Node 生态系统活跃 ， 提供了大量的开源库 ， 使得 JavaScript 语言能与操作系统进行更多的交互 。
# # # Node . js 运行环境的核心 ： V8 引擎 和 libuv 库
Node . js 是 JavaScript 在服务器端的运行环境 ， 在这个意义上 ， Node . js 的地位其实就是 JavaScript 在服务器端的虚拟机 ， 类似于 Java 语言中的 Java 虚拟机 。
- [ V8 引擎 ] ( https : //v8.dev/) ：编译和执行 JS 代码、管理内存、垃圾回收。V8 给 JS 提供了运行环境，可以说是 JS 的虚拟机。V8 引擎本身是用 C++ 写的。
- [ libuv ] ( https : //zh.wikipedia.org/wiki/Libuv)： ，
# # # Java 虚拟机和 V8 引擎 ， 是由同一人开发
Chrome 浏览器成功的背后 ， 离不开 JS 的 V8 引擎 。 作为虚拟机 ， V8 的性能表现优异 ， 它的开发者是 Lars Bak 。 在 Lars 的工作履历里 ， 绝大部分都是与虚拟机相关的工作 。 在开发 V8 之前 ， 他曾经在 Sun 公司工作 ， 担任 HotSpot 团队的技术领导 ， 主要致力于开发高性能的 Java 虚拟机 。 在这之前 ， 他也曾为 Self 、 Smalltalk 语言开发过高性能虚拟机 。 这些无与伦比的经历让 V8 一出世就超越了当时所有的 JS 虚拟机 。
! [ ] ( http : //img.smyhvae.com/20200617_1120.png)
V8 的性能优势使得用 JavaScript 写高性能后台服务程序成为可能 。 在这样的契机下 ， Ryan Dahl 选择了 JavaScript ， 选择了 V8 ， 在事件驱动 、 非阻塞 I / O 模型的设计下实现了 Node 。
# # # V8 的内存限制
在一般的后端开发语言中 ， 在基本的内存使用上没有什么限制 ， 然而在 Node 中通过 JavaScript 使用内存时就会发现只能使用部分内存 （ 64 位系统下约为 1.4 GB ， 32 位系统下约为 0.7 GB ） 。 在这样的限制下 ， 将会导致 Node 无法直接操作大内存对象 。
造成这个问题的主要原因在于 Node 基于 V8 构建 ， 所以在 Node 中使用的 JavaScript 对象基本上都是通过 V8 自己的方式来进行分配和管理的 。 V8 的这套内存管理机制在浏览器的应用场景下使用起来绰绰有余 ， 足以胜任前端页面中的所有需求 。 但在 Node 中 ， 这却限制了开发者随心所欲使用大内存的想法 。
# # Node 的发展历史
- 2008 年左右 ， 随着 Ajax 的逐渐普及 ， Web 开发逐渐走向复杂化 ， 系统化 ；
- Node . js 诞生于 2009 年 ， 由 Joyent 的员工 Ryan Dahl 开发而成 。 2009 年 5 月 ， Ryan Dahl 在 GitHub 中开源了 Node 的最初版本 ， 同年 11 月 ， 在 JSConf 大会上展示了 Node 项目 ；
- 2010 年 1 月 ， NPM 包管理工具诞生 ， 使得程序员能够更方便地发布和分享 Node . js 的第三方库 。
- Node . js 最初只支持 Linux 和 Mac OS 操作系统 。 2011 年 7 月 ， 微软参与合作 ， Node . js 终于支持了 Windows 平台 。 PS ： 不过 ， node 的生产环境基本是在 Linux 下 。
- 目前官网最新版本已经更新到 14. x . x 版本 ， 最新稳定的是 12.18 . 0 。
据 Node . js 创始人 Ryan Dahl 回忆 ， 他最初希望采用 Ruby ， 但是 Ruby 的虚拟机效率不行 。
注意 ： 是 Node 选择了 JavaScript ， 不是 JavaScript 发展出来了一个 Node 。
# # Node . js 的应用
Node . js 拥有强大的开发者社区 ， 现在已经发展出比较成熟的技术体系 ， 以及庞大的生态 。 它被广泛地应用在 Web 服务 、 开发工作流 、 客户端应用等诸多领域 。 其中 ， 在 * * Web 服务 * * 领域 ， 业界对 Node . js 的接受程度最高 。
# # # 1 、 BFF 中间层
BFF ， 即 Backend For Frontend （ 服务于前端的后端 ） 。 玉伯在 《 [ 从前端技术进化到体验科技 ] ( https : //mp.weixin.qq.com/s/IYddaaw2ps1wR2VT1dZWPg)》这篇文章中点出了 BFF 层的概念：
> BFF 模式下 ， 整体分工很清晰 ， * * 后端通过 Java / C ++ 等语言负责服务实现 ， 理想情况下给前端提供的是基于领域模型的 RPC 接口 ， 前端则在 BFF 层直接调用服务端 RPC 接口拿到数据 * * ， 按需加工消费数据 ， 并实现人机交互 。 基于 BFF 模式的研发 ， 很适合拥有前端技术背景的全栈型工程师 。 这种模式的好处很明显 ， 后端可以专注于业务领域 ， 更多从领域模型的视角去思考问题 ， 页面视角的数据则交给前端型全栈工程师去搞定 。 * * 领域模型与页面数据是两种思维模式 ， 通过 BFF 可以很好地解耦开 ， 让彼此更专业高效 * * 。
在 Web 服务里 ， 搭建一个中间层 ， 前端访问中间层的接口 ， 中间层再访问后台的 Java / C ++ 服务 。 这类服务的特点是不需要太强的服务器运算能力 ， 但对程序的灵活性有较高的要求 。 这两个特点 ， 正好和 Node . js 的优势相吻合 。 Node . js 非常适合用来做 BFF 层 ， 优势如下 ：
- 对于前端来说 ： 让前端 * * 有能力自由组装后台数据 * * ， 这样可以减少大量的业务沟通成本 ， 加快业务的迭代速度 ； 并且 ， 前端同学能够 * * 自主决定 * * 与后台的通讯方式 。
- 对于后台和运维来说 ， 好处是 ： 安全性 （ 不会把主服务器暴露在外面 ） 、 降低主服务器的复杂度等 。
# # # 2 、 服务端渲染
* * 客户端渲染 * * （ CSR / Client side render ） ： 前端通过一大堆接口请求数据 ， 然后通过 JS 动态处理和生成页面结构和展示 。 优点是 * * 前后端分离 * * 、 减小服务器压力 、 局部刷新 。 缺点是不利于 SEO （ 如果你的页面然后通过 Ajax 异步获取内容 ， 抓取工具并不会等待异步完成后再行抓取页面内容 ） 、 首屏渲染慢 。
* * 服务端渲染 * * （ SSR / Server Side Render ） ： 服务器返回的不是接口数据 ， 而是一整个页面 （ 或整个楼层 ） 的 HTML 字符串 ， 浏览器直接显示即可 。 也就是说 ， 在服务器端直接就渲染好了 ， 然后一次性打包返回给前端 。 优点是 * * 有利于 SEO 、 首屏渲染很快 * * 。
* * 总结 ： 搜索引擎优化 + 首屏速度优化 = 服务端渲染 * * 。
备注 ： 这里的 「 服务端渲染 」 只是让 Node . js 做中间层 ， 不会替代后端的 ， 后台同学请放心 。
参考链接 ：
- [ Vue 服务端渲染的概念 ] ( https : //ssr.vuejs.org/zh/)
- < https : //blog.csdn.net/u012036171/article/details/88833200>
- < https : //juejin.im/post/5c068fd8f265da61524d2abc>
- [ 方应杭 ] ( https : //www.zhihu.com/question/59578433/answer/326694511)
历史回顾 ：
（ 1 ） 一开始 ， 页面很简单 ， html 是后端渲染的 （ 比如PHP 、 ASP 、 JSP等方式 ） 。 后端发现页面中的 js 好麻烦 （ 虽然简单 ， 但是坑多 ） ， 于是让公司招聘专门写 js 的人 ， 简称 「 前端切图仔 」 。
（ 2 ） 随着 Node . js 和前端 MVC 的兴起 ， 以及前端越来越复杂 ， 慢慢演变成了 「 前后端分离 」 。
（ 3 ） 前端的 SPA 应用流行之后 ， 发现 SEO 问题很大 ， 而且首屏渲染速度很慢 ， 但是自己选的路再难走也要走下去 ， 于是用 Node . js 在服务端渲染被看成是一条出路 。
（ 4 ） 以前在一起的时候 ， 是后端做部分前端的工作 ； 现在在一起的时候 ， 是前端做部分后端的工作 。
# # # 3 、 做小型服务 、 小型网站的后端 （ 基于 Express 、 Koa 框架 ）
现在很多公司的后台管理系统 ， 都是用 Node . js 来开发接口 ， 毕竟 ， 后台管理系统对性能和并发的要求不是太高 。 有了 Node . js 之后 ， 通过 JS 直接操作 DB ， 做增删改查 ， 生成接口 ， 极大降低了前端同学的学习门槛 。
当然 ， 有时候做 Node . js 开发 ， 是因为 ： 后台人力不够 ， 所以把后台开发的一部分工作量 ， 转移给前端同学 。
# # # 4 、 做项目构建工具
前端正在广泛使用的构建工具 gulp 、 Webpack ， 就是基于 Node . js 来实现的 。
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# # # 5 、 做 PC 客户端软件 （ 基于 Electron 框架 ）
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Electron 框架就是基于 Node . js 的 ， 可以用来开发客户端软件 。
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Electron 原名为 Atom Shell ， 是由 GitHub 开发的一个开源框架 。 Electron 以 Node . js 作为运行时 （ runtime ） ， 以 chromium 作为渲染引擎 ， 使开发者可以使用 JS 这种前端技术栈开来发跨平台的桌面GUI应用程序 。
有一点你可能会感到惊讶 ： 程序员们都在用的代码编辑器 VS Code 软件 ， 就是基于 Electron 框架来开发的 。 其他使用 Electron 进行开发的知名应用还有 ： Skype 、 GitHub Desktop 、 Slack 、 WhatsApp等 。
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还有一个例子是 ： 电子游戏直播网站 [ Twitch ] ( https : //www.twitch.tv/)，号称是国外游戏直播的鼻祖，它在 PC 端的客户端软件，就是用 Electron 框架的。你会发现，
# # # 知名度较高的 Node . js 开源项目
! [ ] ( http : //img.smyhvae.com/20180301_2009.png)
- express ： Node . js 中著名的 web 服务框架 。
- Koa ： 下一代的 Node . js 的 Web 服务框架 。 所谓的 “ 下一代 ” 是相对于 Express 而言的 。
- [ Egg ] ( https : //eggjs.org/zh-cn/)：
* mocha ： 是现在最流行的 JavaScript 测试框架 ， 在浏览器和 Node 环境都可以使用 。
* PM2 ： node 多进程管理 。
* jade ： 非常优秀的模板引擎 ， 不仅限于 js 语言 。
* CoffeeScript ： 用简洁的方式展示 JavaScript 优秀的部分 。
* Atom ： 编辑器 。
* VS Code ： 最酷炫的编辑器 。
* socket . io ： 实时通信框架 。
# # # 总结
或许 ， 能用 Node . js 做的后台应用 ， Java / C ++ 也能做 ； 但是 Node . js 可以让我们多一种选择 。
短期来看 ， Node . js 很难像 Java / C ++ 那样 ， 成为后台的主力开发语言 。 这并非是因为 Node . js 的性能问题 ， 主要是因为 ， Node . js 还比较年轻 ， 经验积累太少 ， 框架的支持度不够 。 搞企业级服务 ， Node . js 敌不过 Java / C ++ ， 所以目前只能搞 「 轻量级 」 ； 但未来可期 。
限制语言能力的不是语言本身 ， 而是生态 。
# # 最后一段 ： 前端同学会 Node . js 就真的全栈了吗 ？
一个人的精力是有限的 ， 既擅长前端 、 又精通后端的人 ， 毕竟是极少数 。
林肯说过 ： “ 你可以在所有的时间欺骗一部分人 ， 也可以在一段时间欺骗所有的人 ， 但你不可能在所有的时间欺骗所有的人 ” 。
同样的 ， 我也说过 ： “ 你可以在这一段时间擅长前端技术 ， 也可以在另一段时间擅长后台技术 ， 但你不可能在 * * 同一段时间 * * 同时擅长前端和后台 ， 更不可能在 * * 所有的时间 * * 同时擅长前端和后台 。 ”
所谓的全栈 ， 只是一个伪命题 。 个人不一定需要全栈 ， 企业和项目也不强制要求全栈 ， 分工协作 ， 才最高效 。
对于个人而言 ， 虽然全栈很难 ， 但是 Node . js 的出现 ， * * 让 JS 语言实现了前后端语法的统一 ， 让 JS 语言的技术栈更佳全面 * * 。
涉及到后台开发相关的技术 ， 无论如何 ， 也绕不开 * * 框架设计 、 开发调试 、 数据库操作 、 高并发处理 、 大规模存储 、 性能优化 、 容灾方案 、 RPC 调用 、 进程管理 、 操作系统调度 、 网络安全 、 系统运维 、 日常维护 、 甚至是 Linux 内核 、 驱动开发 * * 等过硬的知识技能和经验积累 。 等你亲身经历过这些 ， 才算明白 ： 语言只是一种工具 。
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