Node 第一章-概述

基本介绍

  1. nodejs 并不是JavaScript应用,也不是编程语言,因为编程语言使用的JavaScript,Nodejs是JavaScript的运行时。

    • Node.js并不是JavaScript应用:这里的”JavaScript应用”通常指用JavaScript编写的程序或软件。而Node.js本身并不是用JavaScript编写的一个应用程序;它是一个提供环境让JavaScript应用程序运行的平台。
    • Node.js也不是编程语言:编程语言是一种用于编写程序的标准化通信方法,例如JavaScript、Python和C++等。Node.js并不引入新的编程语言,它使用的是JavaScript这门已经存在的语言。
    • Node.js是JavaScript的运行时:运行时(runtime)指的是程序运行时的环境,它提供了程序运行所需的内置库、工具和其他资源。Node.js为JavaScript提供了一个运行时环境,这意味着它让JavaScript代码可以在服务器端运行,而不仅仅是在浏览器中。在此之前,JavaScript主要用于浏览器环境中,用于增强网页的交互性。Node.js的出现扩展了JavaScript的使用范围,让开发者可以用JavaScript编写服务器端软件,进行文件操作,以及进行网络通信等。

Node 第一章-概述
2. Node.js是建立在Google的V8 JavaScript引擎上的,这个引擎用C++编写,使得我们写的JavaScript代码能够被转换并执行。Node.js采用了异步I/O和事件驱动的架构,这让它在处理大量并发请求时变得非常高效。它利用非阻塞I/O接口和一个名为libuv的库来实现事件循环,从而使开发者能够创建高性能且易于扩展的应用程序。

  1. Node.js使用npm(Node Package Manager)作为其包管理器,这和Python的pip或Java的Maven相似。Npm是一个巨大的库,提供了数以百万计的可复用代码模块,可通过官网访问。

  2. Node.js特别适合于I/O密集型的应用,比如网络服务器或数据库操作,因为它的I/O处理能力非常强大。但对于CPU密集型任务,比如图像处理或大量的计算操作,Node.js可能不是最佳选择,因为它的单线程模型可能会导致性能瓶颈。不过,对于需要执行CPU密集型任务的场景,可以通过编写C++插件或使用Node.js的Cluster模块来提升性能。

    在计算机术语中,I/O代表输入/输出(Input/Output),它涵盖了系统进行数据传输的所有操作,包括从磁盘读取数据、向磁盘写入数据、通过网络发送数据、从网络接收数据等。当我们提到Node.js适合I/O密集型的应用时,我们指的是那些涉及大量读写操作、网络请求或者任何需要频繁访问外部资源的应用。

    I/O密集型应用的典型场景包括:

    • 网络服务,如Web服务器或API端点,它们需要处理大量并发的客户端请求。
    • 文件处理系统,涉及对文件的频繁读写操作。
    • 数据库操作,尤其是那些需要频繁查询和更新数据库的应用。
    • 实时通信服务,比如聊天服务器或协同编辑工具,它们需要快速、频繁地在用户之间传递信息。

    Node.js之所以适合这些场景,是因为它的非阻塞I/O模型使得在一个事件循环中并行处理大量的I/O请求成为可能,而不必为每个I/O操作启动新的线程,从而提高资源利用率和应用性能。

NodeJS架构图

Node 第一章-概述

这张图展示了Node.js的架构和流程,从JavaScript代码的运行到底层的系统调用。图中的结构可以从上到下解释如下:

  1. Node.js API: 最上层是Node.js提供的各种内置模块的API,例如文件系统(fs)、HTTP、操作系统信息(os)、网络(net)、数据压缩(zlib)等。这是开发者直接与之交互的层面。
  2. Node.js bindings (JS和C/C++的接口): 这一层是JavaScript和C/C++之间的桥梁。Node.js的很多API在JavaScript层面是无法直接访问操作系统功能的,它们需要通过这一层的绑定调用C/C++编写的库。
  3. C/C++ 层面的 addon 和 Napi: 这是一些高级的接口和模块,它们使用C/C++编写,可以通过Node.js的API访问。开发者可以编写addon来扩展Node.js的功能。
  4. 底层技术支持:
    • V8: 这是JavaScript执行的引擎,负责编译和运行JavaScript代码。
    • libuv: 这是提供事件驱动的I/O的库,支持异步操作和跨平台功能。
    • DNS解析 (c-ares): 这是一个异步DNS请求库,Node.js用它来执行非阻塞的名称解析。
    • SSL/TLS (OpenSSL): 这里的SSL或者是TSL证书都是使用这个C or C++编写的OpenSSL解析的
    • http-parser: 这是解析HTTP消息的工具。

整个图的意图是展示Node.js从接收JavaScript调用到最终的系统级执行是如何通过不同层次交互的,确保高性能和高扩展性。这种分层架构让Node.js能够在保持JavaScript编写的简单性的同时,利用C/C++的强大能力来进行系统级别的操作。

Nodejs 应用场景

以下展示并不是所有东西都是nodejs编写而是运行环境可以配合nodejs或者依靠nodejs运行。

前端

  • Vue, Angular, React: 这些是流行的前端JavaScript框架,开发者通常会使用Node.js来运行前端构建工具,如Webpack,或者在开发阶段运行开发服务器。
  • Nuxt.js, Next.js: 分别为Vue和React的服务端渲染(SSR)框架,可以用Node.js来执行SSR,提高首次加载性能和SEO效果。

后端

  • Serverless: Node.js可以在无服务器架构中作为执行运行时,处理事件驱动的函数。
  • Web应用 (Express, NestJS, Koa): 这些是Node.js的Web框架,用于快速开发Web服务和API。
  • gRPC: 一个高性能的远程过程调用(RPC)框架,Node.js支持gRPC服务器和客户端。

爬虫

  • Puppeteer, Cheerio: Node.js库,用于Web爬取,Puppeteer提供了一个高层次的API来控制Chrome,Cheerio用于解析HTML。

BFF层/网关层

  • Socket.io: 一个实时、双向和基于事件的通信库,常用于Node.js来构建实时Web应用。

桌面端

  • Electron, Tauri, NWjs: 这些框架允许开发者使用Node.js和前端技术来构建跨平台的桌面应用。

移动端

  • Weex, Ionic, React Native: 允许使用JavaScript开发移动应用,Node.js通常用于提供CLI工具,编译或打包应用。

基建端

  • Webpack, Vite, Rollup, Gulp: 前端打包和构建工具,运行在Node.js环境中,处理资源编译、打包、优化等任务。
  • Less, Scss, PostCSS: CSS预处理器,Node.js用于运行这些工具,将代码转换为浏览器可识别的CSS。
  • Babel, SWC: JavaScript编译器,将ES6+代码转译为向后兼容的JavaScript代码。
  • Inquirer, Command, Shelljs: Node.js库,用于创建命令行应用、处理命令行输入和执行Unix shell命令。

嵌入式

  • Ruff.js: Ruff.js 是一个基于 JavaScript 的嵌入式软件开发框架,它可以让开发者使用 JavaScript 或 TypeScript 来开发嵌入式应用。这种情况下,Node.js 可能被用来运行一些开发工具,或者Ruff提供了与Node.js类似的API。

单元测试

  • Jest: Jest 是一个流行的JavaScript测试框架,它对异步测试支持良好,易于配置,还自带断言库。它经常用于Node.js应用的单元测试。
  • Vitest: Vitest 是一个由 Vite 驱动的单元测试框架,它借鉴了 Jest 的API设计,用于在 Vite 项目中进行快速单元测试。
  • e2e (端对端测试): 端对端测试是一种测试方法,通常用于测试应用的流程从开始到结束是否按预期工作。这些测试可以在 Node.js 环境中运行,使用诸如 Puppeteer、Playwright 等工具模拟用户交互。

CICD (持续集成和持续部署)

  • Jenkins: Jenkins 是一个开源的自动化服务器,用于自动化软件开发过程中的构建、测试和部署。它可以与Node.js项目集成,自动化JavaScript的构建和测试过程。
  • Docker: Docker 是一个开源的容器化平台,它可以将应用及其环境打包在一个容器中运行。对于Node.js,你可以创建包含Node.js环境的容器来运行应用。
  • Husky: Husky 是一个工具,可以防止不良的git commit或git push,通过在git钩子中运行测试和linters。它常用于Node.js项目来提高代码质量。
  • miniprogram-ci: 这是微信小程序的持续集成工具,Node.js可以用来执行这个工具,自动化小程序的构建和发布过程。

反向代理

  • http-proxy: http-proxy 是一个Node.js的库,为实现HTTP代理的功能提供了支持。它可以用于Node.js应用中创建反向代理服务器,转发客户端请求到其他服务器。
  • AnyProxy: AnyProxy 是一个可扩展的HTTP代理服务器,用Node.js编写,可以用来拦截和修改HTTP请求/响应,用于测试或开发。

原文链接:https://juejin.cn/post/7352792335904374811 作者:XiaoYu2002

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