>[success] # 什么是Node.js 1. `Node.js`既不是语言，也不是框架，它是一个平台,是一个可以让`js`在脱离浏览器环境跑起来的环境,因此可以让`JavaScript`运行在服务器端的开发平台，是一个` JavaScript `运行时环境，使得`JavaScript`可以脱离浏览器运行在服务器端，实现了在服务器端使用`JavaScript`编写高效、可扩展、可靠的网络应用。Node**有着事件驱动、非阻塞I/O等特性，使得它非常适合编写高并发的网络应用。** 2. `Node.js`是一个基于`V8 JavaScript`引擎的`JavaScript`运行时环境,`V8`可以嵌入到任何**C ++应用程序中**，无论是`Chrome`还是`Node.js`，事实上都是嵌入了`V8`引擎来执行 `JavaScript`代码  >[danger] ##### 使用场景 1. **Web应用程序**：Node.js可以用于搭建Web应用程序，如博客、在线商城、社交平台等，它可以快速响应客户端的请求，并且可以通过模块化的设计和丰富的模块库，方便地开发出高效、可维护的应用程序。 2. **实时应用程序**：Node.js适用于实时应用程序，如聊天室、在线游戏、在线视频等，因为它可以实现双向通信和事件驱动，从而实现实时性。 3. **命令行工具**：Node.js可以用于开发命令行工具，如代码打包工具、自动化工具等，它可以方便地进行文件读写、网络请求等操作。 4. **IoT应用程序**：Node.js可以用于开发物联网应用程序，如智能家居、智能健康等，因为它可以方便地进行数据采集、处理和通信。 5. **API服务**：Node.js可以用于开发API服务，如RESTful API服务、GraphQL服务等，它可以方便地进行数据处理和通信。 >[danger] ##### 特点 1. **高效性**：Node.js使用Chrome V8引擎作为其默认的JavaScript引擎，这个JavaScript引擎是目前最快的JavaScript引擎之一。同时，Node.js采用事件驱动和非阻塞I/O的编程方式，能够充分利用CPU和内存资源，从而提高应用的性能和并发处理能力。 2. **跨平台性**：Node.js可以运行于多个操作系统平台，如Windows、Mac OS、Linux等。 3. 适合实时应用：Node.js适用于实时应用，如聊天室、在线游戏、在线视频等，因为它可以实现双向通信和事件驱动，从而实现实时性。 4. **社区活跃**：Node.js有一个庞大的开发者社区，提供了大量的开源模块和工具，并且不断地更新和改进，使得开发者能够更加便捷地开发应用。 5. **安全性**：Node.js在设计时就考虑了安全性问题，它采用了沙箱机制、模块化的设计和其他一些安全措施，可以有效地防止代码注入等攻击。 >[danger] ##### 优缺点 | 优点 | 缺点 | | --- | --- | | 高效性：使用Chrome V8引擎，采用事件驱动和非阻塞I/O的编程方式，能够充分利用CPU和内存资源，提高应用的性能和并发处理能力。 | 不适合CPU密集型应用：由于Node.js采用单线程的方式，不适合CPU密集型应用，如图形处理、视频编码等，因为这些应用需要大量的CPU计算资源。 | | 跨平台性：可以运行于多个操作系统平台，如Windows、Mac OS、Linux等。 | 学习成本较高：Node.js使用JavaScript语言，对于初学者来说，需要学习JavaScript语言和异步编程模型等概念，需要一定的学习成本。 | | 适合实时应用：适用于实时应用，如聊天室、在线游戏、在线视频等，因为它可以实现双向通信和事件驱动，从而实现实时性。 | 不适合大规模应用：由于Node.js采用单线程的方式，不适合大规模应用，如高并发的电商网站、金融交易系统等，因为这些应用需要高并发和高可用性。 | | 社区活跃：拥有一个庞大的开发者社区，提供了大量的开源模块和工具，并且不断地更新和改进，使得开发者能够更加便捷地开发应用。 | 一些模块不稳定：由于Node.js是开源的，一些第三方模块可能存在不稳定的问题，需要开发者自行选择和测试。 | | 安全性：在设计时就考虑了安全性问题，采用了沙箱机制、模块化的设计和其他一些安全措施，可以有效地防止代码注入等攻击。 | 一些旧版本可能存在漏洞：由于Node.js的版本迭代较快，一些旧版本可能存在漏洞，需要开发者及时升级。 | * **不适合大规模应用** 当应用程序需要处理大量并发请求时，Node.js的单线程模型可能会成为瓶颈，导致性能下降。在这种情况下，如果程序需要处理大量数据或者进行复杂的计算操作，那么Node.js的单线程模型可能无法满足需求，因为单个线程的处理能力是有限的。此外，如果应用程序需要处理海量数据，例如大规模的电商网站、金融交易系统等，Node.js的单线程模型也可能无法满足需求，因为这些应用需要高并发和高可用性。在这种情况下，通常采用多线程或者分布式架构来解决问题，而不是使用Node.js。 * **是否就不适合做网站** 不是的，Node.js在开发Web应用方面仍然非常适合。因为Web应用一般需要处理大量的I/O操作，例如读写数据库、处理HTTP请求等，这些操作都是异步的，适合Node.js的事件驱动和非阻塞I/O的编程方式。而且Node.js还提供了很多优秀的Web框架，例如Express、Koa等，可以帮助开发者快速地开发Web应用。但是对于大规模的Web应用，Node.js的单线程模型可能会成为瓶颈，需要采用其他的解决方案，例如使用负载均衡、多线程等技术。 >[danger] ##### 应用场景 1. **聊天应用程序**：由于Node.js采用的是事件驱动和非阻塞I/O的编程方式，可以实现实时通信，因此非常适合开发实时聊天应用程序。 2. **实时数据处理**：例如监控和分析系统日志、实时统计用户行为、实时处理交易数据等，Node.js可以快速处理大量的I/O操作和数据流，并且提供了很多优秀的数据处理库，例如socket.io、RxJS等。 3. **中间层应用程序**：由于Node.js可以快速处理大量的I/O操作，可以用于开发中间层应用程序，例如API服务、Web代理、负载均衡等。 4. **大规模的网络服务**：由于Node.js可以提供高并发和高性能的I/O操作，并且可以充分利用系统的资源，可以用于构建大规模的网络服务，例如电商网站、社交网络、在线游戏等。 >[danger] ##### 不适合场景举说明 `node `在处理 CPU密集型任务时，通常是指**需要大量使用CPU资源的任务**，例如图**像处理、视频编解码、加密解密、大数据处理、机器学习**等。这些任务需要进行大量的计算和处理，占用CPU的时间较长，因此会导致Node.js单线程被占用，无法同时处理其他的请求，从而导致程序的性能下降。 举个例子，假设我们有一个Node.js应用程序，需要对大量的图像进行处理，例如调整大小、裁剪、添加水印等。如果我们使用Node.js的单线程模型来处理这些图像，可能会导致程序的响应时间变长，甚至会出现阻塞的情况。因为在处理图像的过程中，需要进行大量的计算和处理，占用CPU的时间很长，而Node.js的单线程会被占用，无法同时处理其他的请求，从而影响程序的性能和可靠性。 **对比`Python`可以采用多线程或多进程模型**，以充分利用多核CPU的性能，可以同时处理多个任务，从而提高程序的性能和可靠性。 对于处理图片大小和颜色的例子，Node.js需要按照顺序依次处理图片的大小和颜色，因为在单线程模型下只能处理一个任务。而Python可以使用多线程或多进程模型，同时处理图片的大小和颜色，并最后将它们合并起来。这样可以充分利用多核CPU的性能，提高程序的处理速度和稳定性。 >[danger] ##### 浏览器和Node.js架构区别 1. `Chrome`主要处理前端技术，如**DOM、CSS、HTML**等，`Node.js`主要处理后端技术，如**I/O、文件系统、网络**等。 2. Node.js 不是浏览器，所以它**不具有浏览器提供的 DOM API**，比如 Window 对象、Location 对象、Document 对象、HTMLElement 对象、Cookie 对象等等。但是，Node.js 提供了自己特有的 API，比如全局的 global 对象，也提供了当前进程信息的 Process 对象，操作文件的 fs 模块，以及创建 Web 服务的 http 模块等等。这些 API 能够让我们使用 JavaScript 操作计算机，所以我们可以用 Node.js 平台开发 web 服务器。 3. 二者都有 **JavaScript 引擎的内置对象**，这里对象是在所在的执行引擎提供的，这里目前说的是`v8`，例如**内置对象** Boolean、Number、String、Object、Symbol、Function、Array、Regexp、Set、Map、Promise、Proxy，**全局函数** eval、encodeURIComponent、decodeURIComponent等等，**基本的常量** undefined、null、NaN、Infinity； * 虽然版本升级部分版本的node 也会支持一些浏览器特有的api，Fetch API 为例在nodeJs 18版本已经支持 | 特有API/模块名称 | 浏览器 | 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 的基本架构 [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")  上图是 Node.js 的基本架构，我们可以看到，Node.js 是运行在操作系统之上的，它底层由 V8 JavaScript 引擎，以及一些 C/C++ 写的库构成，包括 libUV 库、c-ares、llhttp/http-parser、open-ssl、zlib 等等。 其中，libUV 负责处理事件循环，c-ares、llhttp/http-parser、open-ssl、zlib 等库提供 DNS 解析、HTTP 协议、HTTPS 和文件压缩等功能。 在这些模块的上一层是中间层，中间层包括`Node.js Bindings`、`Node.js Standard Library`以及`C/C++ AddOns`。`Node.js Bindings`层的作用是将底层那些用 C/C++ 写的库接口暴露给 JS 环境，而`Node.js Standard Library`是 Node.js 本身的核心模块。至于`C/C++ AddOns`，它可以让用户自己的 C/C++ 模块通过桥接的方式提供给`Node.js`。 中间层之上就是 Node.js 的 API 层了，我们使用 Node.js 开发应用，主要是使用 Node.js 的 API 层，所以 Node.js 的应用最终就运行在 Node.js 的 API 层之上。 >[danger] ##### Node.js 与 JavaScript 真要按分层 对比 [趣学 Node.js](https://juejin.cn/book/7196627546253819916/section/7195089399787290635)  * 最下面一层是**脚本语言规范（Spec）**，由于我们讲的是 Node.js，所以这里最下层只写 ECMAScript。 * 再往上一层就是**对于该规范的实现**了，如 JavaScript、JScript 以及 ActionScript 等都属于对 ECMAScript 的实现。 * 然后就是**执行引擎**，JavaScript 常见的引擎有 V8、SpiderMonkey、QuickJS 等（其相关 Logo 如下图所示）。 * 最上面就是**运行时环境**了，比如基于 V8 封装的运行时环境有 Chromium、Node.js、Deno、CloudFlare Workers 等等。而我们所说的 Node.js 就是在运行时环境这一层。 >[danger] ##### Node.js 一些模块 * File System 模块：这是操作系统的目录和文件的模块，提供文件和目录的读、写、创建、删除、权限设置等等。 * Net 模块：提供网络套接字 socket，用来创建 TCP 连接，TCP 连接可以用来访问后台数据库和其他持久化服务。 * HTTP 模块：提供创建 HTTP 连接的能力，可以用来创建 Web 服务，也是 Node.js 在前端最常用的核心模块。 * URL 模块：用来处理客户端请求的 URL 信息的辅助模块，可以解析 URL 字符串。 * Path 模块：用来处理文件路径信息的辅助模块，可以解析文件路径的字符串。 * Process 模块：用来获取进程信息。 * Buffer 模块：用来处理二进制数据。 * Console 模块：控制台模块，同浏览器的Console模块，用来输出信息到控制台。 * Crypto 加密解密模块：用来处理需要用户授权的服务。 * Events 模块：用来监听和派发用户事件。