Node.js服務器技術初探

駱文亮

摘 要：通過對Node.js技術的簡介，引出Node.js的基本概念、功能和它能解決的問題以及Node.js的應用場景。

關鍵詞：Java；JSON；Javascript

1 引言

從2009年Node.js的誕生至今，已有近5年時間，其成長速度令人咂舌。國外大量的社區對Node.js的前景充分肯定，各種實際應用層出不窮。而國內這方面發展相對緩慢，Node.js中文社區也活躍著很多開發者。本文通過對Node.js的介紹，提出Node.js的基本概念、功能和實際應用場合。希望對開發人員有所幫助。

2 Node.js簡介

2.1 Google V8 JavaScript引擎

Google公司著名的瀏覽器Chrome瀏覽器就是基于Google V8 JavaScript引擎的高速瀏覽器。V8是由丹麥Google開發的開源JavaScript引擎。V8在執行之前將JavaScript編譯成了機器碼，而非位元組碼或是直譯它，以此提升效能。更進一步，使用了如內聯緩存（inline caching）等方法來提高性能。有了這些功能，JavaScript程序與V8引擎的速度媲美二進制編譯。

為了縮短由垃圾收集造成的停頓，V8使用stop-the-world， generational， accurate的垃圾收集器。在執行回收之時會暫時中斷程序的執行，而且只處理物件堆疊。還會收集內存內所有物件的指標，可以避免內存溢位的情況。

2.2 Node.js基本概念

Node.js是服務器端的JavaScript運行環境，它具有無阻塞（non-blocking）和事件驅動（event-driven）等的特色，Node.js采用V8引擎，同樣，Node.js實現了類似Apache和 nginx的web服務，讓你可以通過它來搭建基于JavaScript的 Web App。

Node.js是一個可以快速構建網絡服務及應用的平臺，它的構建是基于Chrome's JavaScript runtime，它可以很好地工作與非瀏覽器環境。總之，Node.js是一個脫離了瀏覽器的Javascript。

3 Node.js功能

3.1 Node.js解決的問題

在很多情況下，服務器端的性能瓶頸主要在于大量的數據請求讓服務器疲于應付，造成大量的阻塞。Node.JS的誕生就是用來解決服務端阻塞問題。例如，當客戶端通過一句查詢語句來查詢一些信息時，程序進程往往只是在等待結果的返回，浪費了大量的時間不說，還這就造成了進程的阻塞。在對于高并發，I/O密集型的WebAPP中，一方面服務器讓進程很長時間處于等待狀態，另一方面為了應付新的請求不斷的增加新的進程。這樣的浪費會導致系統的實際性能遠遠小于它能夠支撐性能，這個就是系統的瓶頸，而且這樣的系統也特別容易被黑客利用慢鏈接攻擊。

3.2 Node.js解決問題的基本思路

Node.js解決阻塞問題的思路是，建立一種事件機制，發起查詢請求之后，立即將進程交出，當數據返回后觸發事件，再繼續處理數據。

要達到上述目的，需要語言能夠提供一套高效的異步事件調度機制。而主要用于處理瀏覽器端的各種交互事件的JavaScript相對于其他語言，至少有兩個關鍵點特別適合完成這個任務：

1）JavaScript是一種函數式編程語言，函數編程語言最重要的數學基礎是λ演算（lambda calculus）——即函數可以接受函數當作輸入（參數）和輸出（返回值）。

2）JavaScript支持“閉包”。在復雜的應用中，一定會遇到這類場景。即在函數運行時需要訪問函數定義時的上下文數據。而在異步編程中，函數的定義和運行又分處不同的時間段，那么保持上下文的問題變得更加突出。JavaScript支持的“閉包”能夠較好地處理這個問題。

4 Node.js應用場景

4.1 I/O密集型

在I/O密集型的應用場景中，Node，js的并行I/O能力，能夠非常有效地利用的硬件資源，從而提供更多好的服務。I/O密集的優勢主要在于Node利用事件循環的處理能力，而不是啟動每一個線程為每一個請求服務，資源占用極少。

4.2 不擅長CPU密集型

最顯而易見的情況就是是那種CPU使用率高同時I/O操作小的。所以如果你打算寫一個視頻編碼軟件，人工智能軟件或者類似的CPU使用率高的軟件，請不要用node.js。

4.3 分布式應用

淘寶的數據平臺是國內對Node的分布式應用是一個典型的例子。分布式應用意味著對可伸縮性的要求非常高。數據平臺通常要在一個數據庫集群中去尋找需要的數據。這個案例其實也是高效利用并行I/O的例子。Node高效利用并行I/O的過程，也是高效使用數據庫的過程。對于Node，這個行為只是一次普通的I/O。對于數據庫而言，卻是一次復雜的計算，所以也是進而充分壓榨硬件資源的過程。

5 結束語

從本文可以看出，Node完成了它提供高度可伸縮服務器的目標。它使用了Google的一個非常快速的JavaScript引擎，即V8引擎。它使用一個事件驅動設計來保持代碼最小且易于閱讀。所有這些因素促成了Node的理想目標，即編寫一個高度可伸縮的解決方案變得比較容易。

[參考文獻]

[1]Mike Cantelon，TJ Holowaychuk.Node.js in Action 2011.

[2]http：//limu.iteye.com/blog/1013223.，2013-01-17.

[3]http：//cnodejs.org/topic/4f97d5b8407edba21.2013-04-23.

[4]樸靈.深入淺出Node.js.人民郵電出版社.