>[success] # 什么是Node.js 1. `Node.js`既不是語言，也不是框架，它是一個平臺,是一個可以讓`js`在脫離瀏覽器環境跑起來的環境,因此可以讓`JavaScript`運行在服務器端的開發平臺，是一個` JavaScript `運行時環境，使得`JavaScript`可以脫離瀏覽器運行在服務器端，實現了在服務器端使用`JavaScript`編寫高效、可擴展、可靠的網絡應用。Node**有著事件驅動、非阻塞I/O等特性，使得它非常適合編寫高并發的網絡應用。** 2. `Node.js`是一個基于`V8 JavaScript`引擎的`JavaScript`運行時環境,`V8`可以嵌入到任何**C ++應用程序中**，無論是`Chrome`還是`Node.js`，事實上都是嵌入了`V8`引擎來執行 `JavaScript`代碼  >[danger] ##### 使用場景 1. **Web應用程序**：Node.js可以用于搭建Web應用程序，如博客、在線商城、社交平臺等，它可以快速響應客戶端的請求，并且可以通過模塊化的設計和豐富的模塊庫，方便地開發出高效、可維護的應用程序。 2. **實時應用程序**：Node.js適用于實時應用程序，如聊天室、在線游戲、在線視頻等，因為它可以實現雙向通信和事件驅動，從而實現實時性。 3. **命令行工具**：Node.js可以用于開發命令行工具，如代碼打包工具、自動化工具等，它可以方便地進行文件讀寫、網絡請求等操作。 4. **IoT應用程序**：Node.js可以用于開發物聯網應用程序，如智能家居、智能健康等，因為它可以方便地進行數據采集、處理和通信。 5. **API服務**：Node.js可以用于開發API服務，如RESTful API服務、GraphQL服務等，它可以方便地進行數據處理和通信。 >[danger] ##### 特點 1. **高效性**：Node.js使用Chrome V8引擎作為其默認的JavaScript引擎，這個JavaScript引擎是目前最快的JavaScript引擎之一。同時，Node.js采用事件驅動和非阻塞I/O的編程方式，能夠充分利用CPU和內存資源，從而提高應用的性能和并發處理能力。 2. **跨平臺性**：Node.js可以運行于多個操作系統平臺，如Windows、Mac OS、Linux等。 3. 適合實時應用：Node.js適用于實時應用，如聊天室、在線游戲、在線視頻等，因為它可以實現雙向通信和事件驅動，從而實現實時性。 4. **社區活躍**：Node.js有一個龐大的開發者社區，提供了大量的開源模塊和工具，并且不斷地更新和改進，使得開發者能夠更加便捷地開發應用。 5. **安全性**：Node.js在設計時就考慮了安全性問題，它采用了沙箱機制、模塊化的設計和其他一些安全措施，可以有效地防止代碼注入等攻擊。 >[danger] ##### 優缺點 | 優點 | 缺點 | | --- | --- | | 高效性：使用Chrome V8引擎，采用事件驅動和非阻塞I/O的編程方式，能夠充分利用CPU和內存資源，提高應用的性能和并發處理能力。 | 不適合CPU密集型應用：由于Node.js采用單線程的方式，不適合CPU密集型應用，如圖形處理、視頻編碼等，因為這些應用需要大量的CPU計算資源。 | | 跨平臺性：可以運行于多個操作系統平臺，如Windows、Mac OS、Linux等。 | 學習成本較高：Node.js使用JavaScript語言，對于初學者來說，需要學習JavaScript語言和異步編程模型等概念，需要一定的學習成本。 | | 適合實時應用：適用于實時應用，如聊天室、在線游戲、在線視頻等，因為它可以實現雙向通信和事件驅動，從而實現實時性。 | 不適合大規模應用：由于Node.js采用單線程的方式，不適合大規模應用，如高并發的電商網站、金融交易系統等，因為這些應用需要高并發和高可用性。 | | 社區活躍：擁有一個龐大的開發者社區，提供了大量的開源模塊和工具，并且不斷地更新和改進，使得開發者能夠更加便捷地開發應用。 | 一些模塊不穩定：由于Node.js是開源的，一些第三方模塊可能存在不穩定的問題，需要開發者自行選擇和測試。 | | 安全性：在設計時就考慮了安全性問題，采用了沙箱機制、模塊化的設計和其他一些安全措施，可以有效地防止代碼注入等攻擊。 | 一些舊版本可能存在漏洞：由于Node.js的版本迭代較快，一些舊版本可能存在漏洞，需要開發者及時升級。 | * **不適合大規模應用** 當應用程序需要處理大量并發請求時，Node.js的單線程模型可能會成為瓶頸，導致性能下降。在這種情況下，如果程序需要處理大量數據或者進行復雜的計算操作，那么Node.js的單線程模型可能無法滿足需求，因為單個線程的處理能力是有限的。此外，如果應用程序需要處理海量數據，例如大規模的電商網站、金融交易系統等，Node.js的單線程模型也可能無法滿足需求，因為這些應用需要高并發和高可用性。在這種情況下，通常采用多線程或者分布式架構來解決問題，而不是使用Node.js。 * **是否就不適合做網站** 不是的，Node.js在開發Web應用方面仍然非常適合。因為Web應用一般需要處理大量的I/O操作，例如讀寫數據庫、處理HTTP請求等，這些操作都是異步的，適合Node.js的事件驅動和非阻塞I/O的編程方式。而且Node.js還提供了很多優秀的Web框架，例如Express、Koa等，可以幫助開發者快速地開發Web應用。但是對于大規模的Web應用，Node.js的單線程模型可能會成為瓶頸，需要采用其他的解決方案，例如使用負載均衡、多線程等技術。 >[danger] ##### 應用場景 1. **聊天應用程序**：由于Node.js采用的是事件驅動和非阻塞I/O的編程方式，可以實現實時通信，因此非常適合開發實時聊天應用程序。 2. **實時數據處理**：例如監控和分析系統日志、實時統計用戶行為、實時處理交易數據等，Node.js可以快速處理大量的I/O操作和數據流，并且提供了很多優秀的數據處理庫，例如socket.io、RxJS等。 3. **中間層應用程序**：由于Node.js可以快速處理大量的I/O操作，可以用于開發中間層應用程序，例如API服務、Web代理、負載均衡等。 4. **大規模的網絡服務**：由于Node.js可以提供高并發和高性能的I/O操作，并且可以充分利用系統的資源，可以用于構建大規模的網絡服務，例如電商網站、社交網絡、在線游戲等。 >[danger] ##### 不適合場景舉說明 `node `在處理 CPU密集型任務時，通常是指**需要大量使用CPU資源的任務**，例如圖**像處理、視頻編解碼、加密解密、大數據處理、機器學習**等。這些任務需要進行大量的計算和處理，占用CPU的時間較長，因此會導致Node.js單線程被占用，無法同時處理其他的請求，從而導致程序的性能下降。 舉個例子，假設我們有一個Node.js應用程序，需要對大量的圖像進行處理，例如調整大小、裁剪、添加水印等。如果我們使用Node.js的單線程模型來處理這些圖像，可能會導致程序的響應時間變長，甚至會出現阻塞的情況。因為在處理圖像的過程中，需要進行大量的計算和處理，占用CPU的時間很長，而Node.js的單線程會被占用，無法同時處理其他的請求，從而影響程序的性能和可靠性。 **對比`Python`可以采用多線程或多進程模型**，以充分利用多核CPU的性能，可以同時處理多個任務，從而提高程序的性能和可靠性。 對于處理圖片大小和顏色的例子，Node.js需要按照順序依次處理圖片的大小和顏色，因為在單線程模型下只能處理一個任務。而Python可以使用多線程或多進程模型，同時處理圖片的大小和顏色，并最后將它們合并起來。這樣可以充分利用多核CPU的性能，提高程序的處理速度和穩定性。 >[danger] ##### 瀏覽器和Node.js架構區別 1. `Chrome`主要處理前端技術，如**DOM、CSS、HTML**等，`Node.js`主要處理后端技術，如**I/O、文件系統、網絡**等。 2. Node.js 不是瀏覽器，所以它**不具有瀏覽器提供的 DOM API**，比如 Window 對象、Location 對象、Document 對象、HTMLElement 對象、Cookie 對象等等。但是，Node.js 提供了自己特有的 API，比如全局的 global 對象，也提供了當前進程信息的 Process 對象，操作文件的 fs 模塊，以及創建 Web 服務的 http 模塊等等。這些 API 能夠讓我們使用 JavaScript 操作計算機，所以我們可以用 Node.js 平臺開發 web 服務器。 3. 二者都有 **JavaScript 引擎的內置對象**，這里對象是在所在的執行引擎提供的，這里目前說的是`v8`，例如**內置對象** Boolean、Number、String、Object、Symbol、Function、Array、Regexp、Set、Map、Promise、Proxy，**全局函數** eval、encodeURIComponent、decodeURIComponent等等，**基本的常量** undefined、null、NaN、Infinity； * 雖然版本升級部分版本的node 也會支持一些瀏覽器特有的api，Fetch API 為例在nodeJs 18版本已經支持 | 特有API/模塊名稱 | 瀏覽器 | Node.js | | --- | --- | --- | | `DOM` | ?? | ? | | `Web Workers` | ?? | ? | | `IndexedDB` | ?? | ? | | `localStorage` | ?? | ? | | `WebSocket` | ?? | ? | | `Canvas` | ?? | ? | | `XMLHttpRequest` | ?? | ? | | `WebGL` | ?? | ? | | `CSSOM` | ?? | ? | | `Fetch API` | ?? | ? | | `File API` | ?? | ? | | `Service Workers` | ?? | ? | | `Performance` | ?? | ? | | `Node.js REPL` | ? | ?? | | `fs` | ? | ?? | | `http` | ? | ?? | | `crypto` | ? | ?? | | `os` | ? | ?? | | `process` | ? | ?? | | `child_process` | ? | ?? | | `stream` | ? | ?? | >[danger] ##### Node.js 的基本架構 [medium.com](https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fmedium.com%2F%40chathuranga94%2Fnodejs-architecture-concurrency-model-f71da5f53d1d "https://medium.com/@chathuranga94/nodejs-architecture-concurrency-model-f71da5f53d1d")  上圖是 Node.js 的基本架構，我們可以看到，Node.js 是運行在操作系統之上的，它底層由 V8 JavaScript 引擎，以及一些 C/C++ 寫的庫構成，包括 libUV 庫、c-ares、llhttp/http-parser、open-ssl、zlib 等等。 其中，libUV 負責處理事件循環，c-ares、llhttp/http-parser、open-ssl、zlib 等庫提供 DNS 解析、HTTP 協議、HTTPS 和文件壓縮等功能。 在這些模塊的上一層是中間層，中間層包括`Node.js Bindings`、`Node.js Standard Library`以及`C/C++ AddOns`。`Node.js Bindings`層的作用是將底層那些用 C/C++ 寫的庫接口暴露給 JS 環境，而`Node.js Standard Library`是 Node.js 本身的核心模塊。至于`C/C++ AddOns`，它可以讓用戶自己的 C/C++ 模塊通過橋接的方式提供給`Node.js`。 中間層之上就是 Node.js 的 API 層了，我們使用 Node.js 開發應用，主要是使用 Node.js 的 API 層，所以 Node.js 的應用最終就運行在 Node.js 的 API 層之上。 >[danger] ##### Node.js 與 JavaScript 真要按分層 對比 [趣學 Node.js](https://juejin.cn/book/7196627546253819916/section/7195089399787290635)  * 最下面一層是**腳本語言規范（Spec）**，由于我們講的是 Node.js，所以這里最下層只寫 ECMAScript。 * 再往上一層就是**對于該規范的實現**了，如 JavaScript、JScript 以及 ActionScript 等都屬于對 ECMAScript 的實現。 * 然后就是**執行引擎**，JavaScript 常見的引擎有 V8、SpiderMonkey、QuickJS 等（其相關 Logo 如下圖所示）。 * 最上面就是**運行時環境**了，比如基于 V8 封裝的運行時環境有 Chromium、Node.js、Deno、CloudFlare Workers 等等。而我們所說的 Node.js 就是在運行時環境這一層。 >[danger] ##### Node.js 一些模塊 * File System 模塊：這是操作系統的目錄和文件的模塊，提供文件和目錄的讀、寫、創建、刪除、權限設置等等。 * Net 模塊：提供網絡套接字 socket，用來創建 TCP 連接，TCP 連接可以用來訪問后臺數據庫和其他持久化服務。 * HTTP 模塊：提供創建 HTTP 連接的能力，可以用來創建 Web 服務，也是 Node.js 在前端最常用的核心模塊。 * URL 模塊：用來處理客戶端請求的 URL 信息的輔助模塊，可以解析 URL 字符串。 * Path 模塊：用來處理文件路徑信息的輔助模塊，可以解析文件路徑的字符串。 * Process 模塊：用來獲取進程信息。 * Buffer 模塊：用來處理二進制數據。 * Console 模塊：控制臺模塊，同瀏覽器的Console模塊，用來輸出信息到控制臺。 * Crypto 加密解密模塊：用來處理需要用戶授權的服務。 * Events 模塊：用來監聽和派發用戶事件。