Node.js

前言

这是我参与「第四届青训营」笔记创作活动的的第3天

让我们一起了解认识Node.js到底有何魅力，学习它的一些使用方式吧！

什么是Node.js

Node.js 是一个开源和跨平台的 JavaScript 运行时环境。它几乎是任何类型项目的流行工具！
Node.js 在浏览器之外运行 V8 JavaScript 引擎（Google Chrome 的内核）。这使得 Node.js 的性能非常好。Node.js 应用程序在单个进程中运行，无需为每个请求创建新的线程。
Node.js 在其标准库中提供了一组异步的 I/O 原语，以防止 JavaScript 代码阻塞，通常，Node.js 中的库是使用非阻塞范式编写的，使得阻塞行为成为异常而不是常态。当 Node.js 执行 I/O 操作时（比如从网络读取、访问数据库或文件系统），Node.js 将在响应返回时恢复操作（而不是阻塞线程和浪费 CPU 周期等待）。这允许 Node.js 使用单个服务器处理数千个并发连接，而不会引入管理线程并发（这可能是错误的重要来源）的负担。
Node.js 具有独特的优势，因为数百万为浏览器编写 JavaScript 的前端开发者现在无需学习完全不同的语言，就可以编写除客户端代码之外的服务器端代码！

Node.js的应用场景

1. 前端工程化

随着前端工程化开发的不断发展，我们有了一些工具，这些工具就可以完成项目打包任务。这些工具都是要利用Node.js实现服务端的能力，或者说是可以在浏览器之外跑JavaScript的代码，调用操作系统的一些API来完成一些任务。反过来也能说是有了Node.js的出现，才促成了这些前端工程化工具出现。不管整么说node.js是前端工程化必不可缺的

Bundle：webpack,vite,esbuild,parcel
Uglify:uglifyjs
Transpile:bablejs,typescript
其他语言加入竞争：基于go实现的ebuild,parcel,prisma

node.js 现状：虽然有这些其他语言的加入，但node.js在前端工程化中还是处于难以替代的地位，因为本身这些前端工程化的工具都是为了前端开发者服务的，既然这里的工具用户是前端开发者，那么大部分工具的开发者是偏向于前端开发，对于前端开发者而言，node.js相比于其他后端语言学习成本是更低的。所以在前端工程化里面，node.js还是处于难以替代的地位。哪怕你是属于纯前端开发，你也会经常使用node.js去开发这些工具。

2. web 服务端应用

在web服务端开发中，传统的后端语言有恒多，而node.js最大的特点优势：

学习效率平缓，开发效率高
运行效率接近常见的编程语言
社区生态丰富及工具链成熟（npm,V8 inspector）
与前端结合的场景会有优势（SSR）

较为突出的一个事就是 服务端渲染 ，我们希望把前端代码用在模板引擎代码的渲染上面，
让它去生成HTML，而不需要自己重复去写HTML代码，这样的话就是要执行JavaScript代码，
这种场景就是说基本上只有node.js可以做
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node.js 现状：在服务端语言中竞争极为激烈，或许node.js比不过其他传统的后端语言，但是它还是有其独特的优势。如对于一位前端开发者来说用node.js开发服务端应用，还是有极大帮助的，因为相比于其他服务端语言学习成本相对较低

3. Electron 跨端桌面应用

商业应用：vscode， slack， discord， zoom等等的桌面应用都是用Electron开发的
大型公司的效率工具，大部分都是基于 Electron 做的

现状：大部分场景在选型时，都值得考虑

4.node.js做的应用

BFF应用，SSR应用，如: Modern.js
服务端应用：头条搜索，西瓜视频，懂车帝
Electron应用：飞书，飞连
每年新增1000+ Node.js 应用

Node.js运行时结构

结构

V8：JavaScript Runtime，诊断调试工具（inspector）
libuv：eventLoop（事件循环），syscall（系统调用）

libuv实现事件循环，封装操作系统上的各种API实现跨平台的I/O操作
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eg：用 node-fetch 发起请求时...

解释：结合上图阐述 node-fetch 是如何运行的

用 node-fetch 发起请求时,首先通过npm安装node-fetch模块，之后在用户代码里面调用node-fetch模块，这些代码会在V8中执行，那么node-fetch执行是调用底层http模块（Node.js Core(JavaScript)）,再去调用更底层的Node.js Core(c++),之后可能调用llhttp去做http的序列化与反序列化，然后把得到的数据再通过libuv，可能调用TCP连接，再把这个数据发给远端，远端返回数据，在事件循环中得到这个数据，在把拿到的数据给llhttp解析出来，得到的数据返回给Node.js Core(JavaScript),最后送到用户代码从而得到最终的数据。

Node.js运行时结构特点

1. 异步I/O

场景分析：

当调用异步API（fs.readFile()）读取文件时，会把读取文件的操作交给libuv的线程池去做，此时就不用等到文件读取完，就可以做其他调用，之后文件读取的操作从node线程处理完返回给主线程执行回调，然后在做其他事情。那么异步I/o的好处是什么呢？、

异步I/O好处：当Node.js执行I/O操作时，会在响应返回后恢复操作，而不是阻塞线程并占用额外的内存等待

2. 单线程

js单线程
- 实际：JS线程+ uv线程 +V8任务线程池 + V8 Inspector线程
优点：不用考虑多线程状态同步问题，也就不需要锁🔒；同时还能比较有效的利用系统资源
缺点：阻塞会产生更多的负面影响
- 解决问题：多线程或多进程

3. 跨平台

跨平台（大部分功能，api）
Node.js跨平台+JS无需编译环境（+web跨平台+诊断工具跨平台）
- 开发成本低（大部分场景无需担心跨平台问题），整体学习成本低

Node.js 写服务端

安装node.js

Mac，Linux推荐使用nvm。多版本管理
Windows nvm4w 或官方安装包
node.js下载安装地址请点击这

编写http Server

简单写个服务器：

// 文件http_server.js
const http = require('http')

const port = 4000
const server = http.createServer((req, res) => {
  res.end('yes')
})

server.listen(port, () => {
  console.log(`server Listens on: ${port}`)
})
// 启动服务  node http_server.js
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最后在浏览器中输入网址localhost：4000就可以看到 hello

总结

让我们一起学习node.js,对于前端人员理解服务端的流程逻辑还是有极大裨益的！😀😁😊

Node.js开发——认识篇 | 青训营笔记

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