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编程问答

node.js学习总结

發(fā)布時(shí)間：2025/4/14 编程问答 16 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 node.js学习总结小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

NodeJS介紹

1.概述：

? ? ? Node.js是基于Chrome JavaScript運(yùn)行時(shí)建立的一個(gè)平臺(tái)，實(shí)際上它是對(duì)Google Chrome V8引擎

進(jìn)行了封裝，它主要用于創(chuàng)建快速的、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。Node.js采用事件驅(qū)動(dòng)和非阻塞I/O模型，使

其變得輕微和高效，非常適合構(gòu)建運(yùn)行在分布式設(shè)備的數(shù)據(jù)密集型實(shí)時(shí)應(yīng)用。

? ? ? 運(yùn)行于瀏覽器的Javascript，瀏覽器就是Javascript代碼的解析器，而Node.js則是服務(wù)器端JS的

代碼解析器，存于服務(wù)器端的JS代碼由Node.js來(lái)解析和應(yīng)用。

? ? ? JS解析器只是JS代碼運(yùn)行的一種環(huán)境，瀏覽器是JS運(yùn)行的一種環(huán)境，瀏覽器為JS提供了操作DOM對(duì)

象和window對(duì)象等接口。Node.js也是JS的一種運(yùn)行環(huán)境，node.js為JS提供操作文件、創(chuàng)建http服務(wù)、

創(chuàng)建TCP、UDP服務(wù)等接口，所以Node.js可以完成其他后臺(tái)語(yǔ)言能完成的工作。

2.交互式運(yùn)行環(huán)境：PEPL

? ? ? Node.js提供了一個(gè)交互式運(yùn)行環(huán)境，通過這個(gè)環(huán)境，可以立即執(zhí)行JS代碼，使用方法類似于

Chrome瀏覽器中Firebug插件中的Console。

? ? ? 在Linux環(huán)境進(jìn)入終端后，屬于"node"或者“nodejs”進(jìn)入Node.js的交互式運(yùn)行環(huán)境，Ctrl+d可

以退出此環(huán)境。

? ? ? 查看系統(tǒng)中安裝的Node.js版本：node -v or nodejs -v

? ? ? 運(yùn)行JS文件，eg:node file.js or nodejs file.js

3.Node.js模塊和包

? ? ? a.模塊

? ? ? ? ?Node.js官方提供了很多模塊，這些模塊分別實(shí)現(xiàn)了一種功能，如操作文件模塊fs,構(gòu)建http服

務(wù)模塊的http等，每個(gè)模塊都是一個(gè)JS文件，當(dāng)然也可以自己編 ? 寫模塊。

? ? ? 2.包

? ? ? ? ? 包可以將多個(gè)具有依賴關(guān)系的模塊組織在一起，封裝多個(gè)模塊，以方便管理。Node.js采用了

CommonJS規(guī)范，根據(jù)CommonJS規(guī)范規(guī)定，一個(gè)JS文件就是一個(gè)模塊，而包是一個(gè)文件夾，包內(nèi)必須包含

一個(gè)JSON文件，命名package.json。一般情況下，包內(nèi)bin文件夾存放二進(jìn)制文件，包內(nèi)的lib文件夾存

放JS文件，包內(nèi)的doc文件夾存放文檔，包內(nèi)的test文件夾存放單元測(cè)試。package.json文件中需要包含

的字段及包的使用。

? ? ? 3.npm包管理工具

? ? ? ? ?npm是node.js的包管理工具，npm定義了包依賴關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)，我們使用npm主要用來(lái)下載第三方包

和管理本地下載的第三方包。
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為什么我要用 Node.js? 案例逐一介紹

介紹

JavaScript 高漲的人氣帶來(lái)了很多變化，以至于如今使用其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的形式也變得截然不同了。就

如同在瀏覽器中一樣，現(xiàn)在我們也可以在服務(wù)器上運(yùn)行 JavaScript ，從前端跨越到后端，這樣巨大的

反差讓人難以想象，因?yàn)閮H僅在幾年前 Javascript 還如同 Flash 或者 Java applet 那樣嵌入網(wǎng)頁(yè)在

沙箱環(huán)境中運(yùn)行。

在深入Node.js之前，你可能需要閱讀和了解使用跨棧式JavaScript（JavaScript across the stack）

帶來(lái)的好處，它統(tǒng)一了編程語(yǔ)言和數(shù)據(jù)格式（JSON），讓你能最佳地重用開發(fā)人員資源。由于這更多的

是關(guān)于 JavaScript 的特點(diǎn)，這里就不過多討論它。但它確實(shí)是一個(gè)讓人在開發(fā)環(huán)節(jié)中使用 Node 的關(guān)

鍵的優(yōu)點(diǎn)。

正如維基百科所說(shuō)：“Node.js 是谷歌 V8 引擎、libuv平臺(tái)抽象層以及主體使用 Javscript 編寫的

核心庫(kù)三者集合的一個(gè)包裝外殼。” 除此之外，值得注意的是，Node.js 的作者瑞恩·達(dá)爾 (Ryan?

Dahl) 的目標(biāo)是創(chuàng)建具有實(shí)時(shí)推送能力的網(wǎng)站。在 Node.js 中，他給了開發(fā)者一個(gè)使用事件驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)

異步開發(fā)的優(yōu)秀解決方案。（注：V8是谷歌開發(fā)的，目前公認(rèn)最快的 Javascript 解析引擎，libuv 是

一個(gè)開源的、為 Node 定制而生的跨平臺(tái)的異步 IO 庫(kù)。）

簡(jiǎn)而言之：Node.js 在實(shí)時(shí)的 Web應(yīng)用上采用了基于 WebSocket 的推送技術(shù)。這意味著什么樣的革命性

？Well，在經(jīng)過了20多年的基于無(wú)狀態(tài)的請(qǐng)求-返機(jī)制的無(wú)狀態(tài)交互之后，我們終于有了實(shí)時(shí)的，雙向連

接的web應(yīng)用，客戶端和服務(wù)器端都可以發(fā)起通信，能夠自由地交換數(shù)據(jù)。與此形成鮮明對(duì)比的是傳統(tǒng)的?

web響應(yīng)模式，客戶端總是主動(dòng)發(fā)起通信而服務(wù)端被動(dòng)返回。此外，這些都是基于運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)80端口上的

開放Web組件（HTML、CSS和JS）。

可能有人會(huì)說(shuō)，我們已經(jīng)使用 Flash 和 Java Applet 的形式很多年了——但實(shí)際上，這些方式只是使

用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳遞到客戶端上的沙箱環(huán)境。他們都是隔離運(yùn)行的，而且經(jīng)常操作到需要額外的權(quán)限之類

的非標(biāo)準(zhǔn)端口。

憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，Node.js的現(xiàn)在已經(jīng)在許多著名公司的產(chǎn)品中起到了關(guān)鍵作用。

在這篇文章中，我們不僅將討論這些優(yōu)勢(shì)是如何實(shí)現(xiàn)的，而且也會(huì)討論為什么你使用 Node.js 來(lái)替代一

些經(jīng)典的Web應(yīng)用程序模型。

Node.js 是如何工作的？

Node.js 的主要思路是：使用非阻塞的，事件驅(qū)動(dòng)的 I/O 操作來(lái)保持在處理跨平臺(tái) (across?

distributed devices) 數(shù)據(jù)密集型實(shí)時(shí)應(yīng)用時(shí)的輕巧高效。這聽起來(lái)有點(diǎn)繞口。

它的真正含義是，Node.js 不是一個(gè)即將主導(dǎo)Web開發(fā)的世界的銀彈級(jí)的平臺(tái)。相反，它是一個(gè)滿足特別

需求的平臺(tái)。你肯定不會(huì)希望使用 Node.js 去做 CPU密集型操作。事實(shí)上，使用它進(jìn)行繁重的計(jì)算等于

摒棄 Node 幾乎所有的優(yōu)點(diǎn)。Node 真正的亮點(diǎn)在于建設(shè)高性能，高擴(kuò)展性的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用——因?yàn)樗軌?

處理龐大的并且高吞吐量的并發(fā)連接。

它的工作原理是相當(dāng)有趣的。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)，是每個(gè)新增一個(gè)連接（請(qǐng)求）便生成一個(gè)新的線程

，這個(gè)新的線程會(huì)占用系統(tǒng)內(nèi)存，最終會(huì)占掉所有的可用內(nèi)存。而 Node.js 僅僅只運(yùn)行在一個(gè)單線程中

，使用非阻塞的異步 I/O 調(diào)用，所有連接都由該線程處理，在 libuv 的加分下，可以允許其支持?jǐn)?shù)萬(wàn)

并發(fā)連接（全部掛在該線程的事件循環(huán)中）。

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做一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算: 假設(shè)是普通的Web程序，新接入一個(gè)連接會(huì)占用 2M 的內(nèi)存，在有 8GB RAM的系統(tǒng)上

運(yùn)行時(shí), 算上線程之間上下文切換的成本，并發(fā)連接的最大理論值則為 4000 個(gè)。這是在傳統(tǒng) Web服務(wù)

端技術(shù)下的處理情況。而 Node.js 則達(dá)到了約 1M 一個(gè)并發(fā)連接的拓展級(jí)別 (相關(guān)證明).

當(dāng)然，在所有客戶端的請(qǐng)求共享單一線程時(shí)也會(huì)有問題, 這也是一個(gè)編寫 Node.js 應(yīng)用的潛在缺陷. 首

先, 大量的計(jì)算可能會(huì)使得 Node 的單線程暫時(shí)失去反應(yīng), 并導(dǎo)致所有的其他客戶端的請(qǐng)求一直阻塞,?

直到計(jì)算結(jié)束才恢復(fù)正常。其次，開發(fā)人員需要非常小心，不要讓一個(gè) Exception 阻塞核心的事件循

環(huán)，因?yàn)檫@將導(dǎo)致 Node.js 實(shí)例的終止（實(shí)際上就是程序崩潰）。（筆者注：如 PHP 中某個(gè)頁(yè)面掛掉

是不會(huì)影響網(wǎng)站運(yùn)行的，但是 Nodejs 是一個(gè)線程一個(gè)線程來(lái)處理所有的鏈接，所以不論是計(jì)算卡了或

者是被異常阻塞了都可能會(huì)影響到其他所有的鏈接。解決方案在稍后討論。）

用來(lái)避免異常拋出時(shí)中斷進(jìn)程的方法是將異常使用回調(diào)傳遞出去（而不是拋出他們，就像在其他環(huán)境中

一樣）。即使一些未處理的異常阻塞了程序，依舊有多種應(yīng)對(duì)的解決方案，而且也有很多可用于監(jiān)視?

Node 進(jìn)程來(lái)執(zhí)行必要的崩潰后恢復(fù)工作的策略和工具（雖然你將無(wú)法恢復(fù)用戶的 Session ），最常見

的是使用 Forever 模塊，或者采用其他的外部系統(tǒng)工具如 upstart and monit。

NPM: The Node Package Manager

當(dāng)我們討論 Node.js 的時(shí)候，一個(gè)絕對(duì)不應(yīng)該忽略地方就是默認(rèn)內(nèi)置的模塊管理工具 —— NPM。其靈

感來(lái)源與 Ruby Gems（具有版本和依賴管理功能，可以通過在線資料庫(kù)便捷安裝可重用的組件的管理工

具）。

一個(gè)完整的公用模塊列表可以在 NPM 的網(wǎng)站上找到（https:://npmjs.org/），或者通過使用與?

Node.js 一同安裝的 NPM CLI 工具放問到。該模塊的生態(tài)系統(tǒng)向所有人開放，任何人都可以發(fā)布自己的

模塊，所有的模塊都可以在 NPM 資料庫(kù)中找到。你可以在 http://howtonode.org/introduction-to-

npm 頁(yè)面找到 NPM 的一個(gè)簡(jiǎn)要介紹（有點(diǎn)舊，但依舊能看）。

目前非常流行的一些 NPM 模塊有：

express – Express.js,是一個(gè)簡(jiǎn)潔而靈活的 node.js Web應(yīng)用框架, 并且已經(jīng)是現(xiàn)在大多數(shù) Node.js?

應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)框架，你已經(jīng)可以在很多 Node.js 的書籍中看到它了。
connect – Connect 是一個(gè) Node.js 的 HTTP 服務(wù)拓展框架，提供一個(gè)高性能的“插件”集合，以中

間件聞名，是 Express 的基礎(chǔ)部分之一。
socket.io 和 sockjs – 目前服務(wù)端最流行的兩個(gè) websocket 組件。
Jade – 流行的模板引擎之一，并且是 Express.js 的默認(rèn)模板引擎。其靈感來(lái)源于 HAML。
mongo 和 mongojs – 封裝了 MongoDB 的的各種 API，不過筆者平常工作用的是 mongoose 也很推薦。
redis – Redis 的客戶端函數(shù)庫(kù).
coffee-script – CoffeeScript 編譯器，允許開發(fā)者使用 Coffee 來(lái)編寫他們的 Node.js 程序。
underscore (lodash, lazy) – 最流行的 JavaScript 工具庫(kù) , 用于 Node.js 的封裝包，以及兩個(gè)采

取略有不同的實(shí)現(xiàn)方法來(lái)獲得更好性能的同行。
forever – 可能是用來(lái)確保 node 腳本持續(xù)運(yùn)行的最流行的工具。
還有很多好的模塊，這里就不一一列舉了（希望沒有冒犯到?jīng)]列舉的）。

Node.js 應(yīng)該用在什么地方

聊天

聊天是最典型的多用戶實(shí)時(shí)交互的應(yīng)用。從 IRC 開始，有許多開源或者不開源的協(xié)議都運(yùn)行在非標(biāo)準(zhǔn)端

口上，而現(xiàn)在，使用 Node.js 則可以解決這些問題——在標(biāo)準(zhǔn)的80端口運(yùn)行 WebSockets。

聊天應(yīng)用程序是最能體現(xiàn) Node.js 優(yōu)點(diǎn)的例子：輕量級(jí)、高流量并且能良好的應(yīng)對(duì)跨平臺(tái)設(shè)備上運(yùn)行密

集型數(shù)據(jù)（雖然計(jì)算能力低）。同時(shí)，聊天也是一個(gè)非常值得學(xué)習(xí)的用例，因?yàn)樗芎?jiǎn)單，并且涵蓋了

目前為止一個(gè)典型的 Node.js 會(huì)用到的大部分解決方案。

讓我們?cè)囍鴣?lái)描繪它如何工作。

在最簡(jiǎn)單的情況下，我們布置了一個(gè)聊天室在我們的網(wǎng)站上，用戶可以在上面發(fā)消息，當(dāng)然是一對(duì)多的

形式。例如，假設(shè)總共有三個(gè)人連接到我們的網(wǎng)站上。

在服務(wù)端這邊，我們有一個(gè)使用 Express.js 搭建的簡(jiǎn)單站點(diǎn)，該站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了兩件事 1) 處理路徑為?

‘/’ 的GET請(qǐng)求時(shí)，下發(fā)包括一個(gè)留言板以及一個(gè)發(fā)送信息的 ‘發(fā)送’ 按鈕的頁(yè)面 2) 一個(gè)監(jiān)聽客戶

端發(fā)送新消息的 websockets 服務(wù)。

在客戶端這邊，我們有一個(gè) HTML 頁(yè)面，上面有個(gè)兩個(gè) js 方法，一個(gè)是用于觸發(fā)事件的 “發(fā)送” 按

鈕，這會(huì)把把輸入的消息通過 webscoket 發(fā)送，另一個(gè)方法是用 webscoket 在客戶端上監(jiān)聽服務(wù)端來(lái)

的推送（例如，其他用戶發(fā)送的消息）。

當(dāng)有一個(gè)客戶端發(fā)送消息的時(shí)候，發(fā)生的事情是：

瀏覽器上，點(diǎn)擊發(fā)送按鈕觸發(fā)了 js 函數(shù)，將輸入框中的文字通過 websocket 消息發(fā)送到服務(wù)器的?

websocket 客戶端（頁(yè)面初始化加載的時(shí)候連接的）。
服務(wù)端的 websocket 組件收到消息，然后通過廣播方法轉(zhuǎn)發(fā)到其他所有連接的客戶端。
通過頁(yè)面上運(yùn)行的 websocket 客戶端組件，所有的客戶端都能收到這條推送的新消息。接著 js 處理函

數(shù)可以把這個(gè)消息添加到文字框內(nèi)。
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這是一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子。如果要更好的解決方案，你可以使用 Redis 數(shù)據(jù)庫(kù)做一個(gè)簡(jiǎn)單的緩存。在一個(gè)

更高級(jí)的解決方案中，你可能需要一個(gè)消息路由來(lái)專門處理消息隊(duì)列，并且需要一個(gè)更強(qiáng)健的發(fā)送機(jī)制

，比如發(fā)送的時(shí)候覆蓋上暫時(shí)離線的用戶或者為離線的注冊(cè)用戶存儲(chǔ)尚未接收的消息等等。但是不論你

做了怎么樣的改進(jìn)，Node.js 都將遵循一個(gè)基本原則：響應(yīng)事件，處理多個(gè)并發(fā)連接，并保持流動(dòng)性的

用戶體驗(yàn)。

對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)接口（API ON TOP OF AN OBJECT DB）

盡管，Node.js 確實(shí)非常擅長(zhǎng)實(shí)時(shí)交互的應(yīng)用，同時(shí)它也十分適合通過對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)（object DB）來(lái)查詢

數(shù)據(jù)（如 MongoDB）。以 JSON 格式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)允許 Node.js 直接處理，不需要糾結(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和匹配的

問題。

舉個(gè)例子，如果你正在使用 Rails，你會(huì)將 JSON 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成二進(jìn)制的 model，當(dāng)數(shù)據(jù)再被?

Backbone.js, Angular.js 或者 jQuery AJAX 之類的調(diào)用又要轉(zhuǎn)回 JSON。如果是 Nodejs 的話，你可

以通過一個(gè) REST API 簡(jiǎn)單的導(dǎo)出 JSON 對(duì)象以供客戶端使用。另外，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫時(shí)候如果使用的是?

MongoDB 的話，你也不用擔(dān)心的 JSON 與任何數(shù)據(jù)之間的格式問題。總之，你可以避免多元的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

問題，不論是在客戶端、服務(wù)端還是數(shù)據(jù)庫(kù)。

隊(duì)列輸入

如果你正在接收一個(gè)高量并發(fā)的數(shù)據(jù)，你的數(shù)據(jù)庫(kù)可能會(huì)成為你處理的瓶頸。正如上面的描述，Node.js?

可以輕松的處理并發(fā)連接。但是，由于數(shù)據(jù)庫(kù)操作是一個(gè)阻塞的操作（在這種情況下），這就是麻煩的

地方。Node.js的解決方案是，在數(shù)據(jù)真正的寫入之前就承認(rèn)客戶端的數(shù)據(jù)是真實(shí)的。

用這種方法，在高負(fù)載的時(shí)候系統(tǒng)繼續(xù)維持它的響應(yīng)，這在當(dāng)客戶端不需要嚴(yán)格確認(rèn)一個(gè)數(shù)據(jù)是否成功

的被寫入時(shí)特別有用。典型的例子包括：日志記錄或者用戶跟蹤數(shù)據(jù)（user-tracking data）的記錄，

這會(huì)被分批處理并且在稍后才使用；同時(shí)也包括最終一致性（so, 常用于 NoSQL）可以接受，不需要立

即反應(yīng)的操作（例如 Facebook 上更新點(diǎn)贊的數(shù)目）。

數(shù)據(jù)通過某些緩存或者消息隊(duì)列的基礎(chǔ)組件（例如 RabbitMQ, ZeroMQ）進(jìn)入隊(duì)列，并且通過一個(gè)獨(dú)立的

數(shù)據(jù)庫(kù)批量寫入進(jìn)程來(lái)一一消化，或者通過一個(gè)更高性能的計(jì)算密集型后端服務(wù)來(lái)進(jìn)行處理。其他的語(yǔ)

言/框架也可以實(shí)現(xiàn)相似的操作，但在相同的配置下是達(dá)不到 nodejs 的高吞吐量與高并發(fā)。

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簡(jiǎn)單的說(shuō)：使用 Node，你可以把數(shù)據(jù)庫(kù)操作扔到一邊并在稍后處理它們，假設(shè)他們成功了一樣繼續(xù)執(zhí)行

下去。（筆者注：在開發(fā)中通常的情況通常是，種耗時(shí)的操作通過回調(diào)函數(shù)來(lái)異步處理，主線程繼續(xù)往

下執(zhí)行）

數(shù)據(jù)流

在較為傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，HTTP 的請(qǐng)求和響應(yīng)更像是孤立的事件；然而事實(shí)上，他們都是數(shù)據(jù)流。這一

觀察結(jié)果在 Nodejs 上可以用來(lái)建立一些很酷的功能。因?yàn)閿?shù)據(jù)通以流的形式接收，而我們可以在網(wǎng)站

上在線處理正在上傳中的文件。這樣的話，就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的音頻和視頻編碼，以及在不同數(shù)據(jù)源之間

進(jìn)行代碼（代理見下一段）。

（筆者注：Node 有代替如 apache 這樣的 webserver 處理數(shù)據(jù)，所以開發(fā)者可以直接收到客戶端一份

一份上傳的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)處理。上面這段話聽起來(lái)有點(diǎn)抽象，不過各位可以簡(jiǎn)單的想象一下不需要開 YY?

或者 QQ，打開網(wǎng)頁(yè)就能進(jìn)行語(yǔ)音視頻的功能。）

代理

Node.js 可以通過異步的方式處理大量的并發(fā)連接，所以很容易作為服務(wù)端的代理來(lái)使用。這在與不同

響應(yīng)時(shí)間的不同服務(wù)之間進(jìn)行代理，或者是收集來(lái)自多個(gè)來(lái)源的數(shù)據(jù)時(shí)尤其有用。

舉個(gè)例子：考慮一個(gè)服務(wù)器端的應(yīng)用程序和第三方資源進(jìn)行通信以更新自不同來(lái)源的數(shù)據(jù)，或者將服務(wù)

端上的一些圖像和視頻資源存儲(chǔ)到第三方云服務(wù)。

雖然專用代理服務(wù)器確實(shí)存在，但是如果你還沒有專用的代理服務(wù)器，或者你需要一個(gè)本地開發(fā)的解決

方案，那么使用 Node 來(lái)做代理可能是更好的選擇。關(guān)于這個(gè)解決方案，我的意思是指當(dāng)你在開發(fā)的時(shí)

候，你可以使用Node.js的開發(fā)環(huán)境搭建一個(gè)服務(wù)來(lái)處理對(duì)資源和代理的請(qǐng)求，而在生產(chǎn)環(huán)境下，你可以

使用專用的代理服務(wù)（比如nginx，HAProxy等）來(lái)處理這些交互。

股票操盤手的儀表盤

讓我們繼續(xù)討論應(yīng)用程序這塊。實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的解決方案可以很輕松的實(shí)現(xiàn)證券交易軟件——用于跟蹤股票

的價(jià)格，執(zhí)行計(jì)算、做技術(shù)分析，同時(shí)生成報(bào)表。

使用一個(gè)實(shí)時(shí)的的基于網(wǎng)頁(yè)的解決方案，將會(huì)允許操盤手輕松的切換工作軟件以及工作地點(diǎn)。相信不久

，我們或許會(huì)在佛羅里達(dá)州、伊維薩島又或者是巴厘島的海灘上看到他們。

應(yīng)用監(jiān)聽儀盤表

另一種常見的用例中，使用 Node+Web+Socket 非常適合：跟蹤網(wǎng)站訪問者并且可視化實(shí)時(shí)它們之間的實(shí)

時(shí)交互。（如果你有興趣，可以去看看 Hummingbird）

你可能需要采集用戶的實(shí)時(shí)狀態(tài), 或者甚至當(dāng)他們到達(dá)渠道中某個(gè)特定的點(diǎn)時(shí), 打開一個(gè)交流頻道，通

過有針對(duì)性的互動(dòng)介紹移動(dòng)到下一個(gè)階段. （如果你感興趣的話，推薦你看看 CANDDi）

想象一下，如果你知道你的訪客的實(shí)時(shí)操作，并能夠形象化地看到他們的交互，這將對(duì)你的業(yè)務(wù)帶來(lái)多

大的提升。隨著實(shí)時(shí)的、雙向 socket 通信的 Node.js ，現(xiàn)在你可以做到了。

系統(tǒng)監(jiān)控儀表

現(xiàn)在，讓我們看看事情的基礎(chǔ)設(shè)施方面。想象一下，比如，希望為其用戶提供服務(wù)監(jiān)控頁(yè)面（例如，

GitHub上的狀態(tài)頁(yè)）的 SaaS 運(yùn)營(yíng)商。通過 Node.js 的事件循環(huán)，我們可以創(chuàng)建一個(gè)基于 Web 的功能

強(qiáng)大的儀表板，以異步方式檢查服務(wù)狀態(tài)并且使用的 WebSockets 將數(shù)據(jù)推送到客戶端。

內(nèi)部（公司內(nèi)部）和公共服務(wù)的狀態(tài)都可以使用該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的上報(bào)。讓我們把這一想法延伸的遠(yuǎn)

一點(diǎn)，試著想象一個(gè)電信運(yùn)營(yíng)商中網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)中心（NOC）的監(jiān)控應(yīng)用，云/網(wǎng)絡(luò)/服務(wù)器運(yùn)營(yíng)商，或者一些

金融機(jī)構(gòu)，全都運(yùn)行在這個(gè)由 Node.js 和 WebSocket 組成的應(yīng)用上，而不是 Java 和/或 Java Applet

。

注意：不要嘗試使用 Node 打造硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)（即，響應(yīng)時(shí)間要求一致的系統(tǒng)）。 Erlang是可能是該類應(yīng)

用程序的更好的選擇。

什么地方可以使用 Node.js

服務(wù)端 WEB 應(yīng)用

通過 Node.js 使用 Express.js 也可以用來(lái)創(chuàng)建服務(wù)端上的典型的網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用。然而，雖然有可能，使用?

Node.js 來(lái)進(jìn)行請(qǐng)求+響應(yīng)的形式來(lái)呈現(xiàn) HTML 并不是最典型的用例。有人贊成也有人反對(duì)這一做法。這

里有一些看法以供參考:

優(yōu)點(diǎn)：

如果你不需要進(jìn)行 CPU密集型計(jì)算，你可以從頭到尾甚至是數(shù)據(jù)庫(kù)（比如 MongoDB）都使用 Javascript?

來(lái)開發(fā)。這顯著地減輕了開發(fā)工序（包括成本）。
對(duì)于一個(gè)使用 Node.js 作為服務(wù)端的單頁(yè)應(yīng)用或者 websocket 應(yīng)用，爬蟲可以收到一個(gè)完全 HTML 呈

現(xiàn)的響應(yīng)，這是更為SEO友好的。
缺點(diǎn)：

任何CPU密集型的計(jì)算都將阻礙 Node.js 的反應(yīng)，所以使用多線程的平臺(tái)是一個(gè)更好的方法。或者，您

也可以嘗試向外擴(kuò)展的計(jì)算[*]。
Node.js 使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)依舊十分痛苦（詳細(xì)見下方）。拜托了，如果你想執(zhí)行關(guān)系型數(shù)據(jù)操作，請(qǐng)

考慮別的環(huán)境：Rails， Django 甚至 ASP.NET MVC 。。。。
【*】另一種解決方案是，為這些CPU密集型的計(jì)算建立一個(gè)高度可擴(kuò)展的MQ支持的環(huán)境與后端處理，以

保持 Node 作為一個(gè)前臺(tái)專員來(lái)異步處理客戶端請(qǐng)求。

Node.js 不應(yīng)該在什么地方使用

使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)端 WEB 應(yīng)用

對(duì)比 Node.js 上的 Express.js 和 Ruby on Rails，當(dāng)你使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候請(qǐng)毫不猶豫的選擇后

者。

Node.js 的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)工具仍處于早期階段，目前還沒有成熟到讓人能夠愉快地使用它。而與此同時(shí)，

Rails天生自帶了數(shù)據(jù)訪問組件，連同DB schema遷移的支持工具和一些Gems（一語(yǔ)雙關(guān)，一指這些如同

珍寶的工具，二指ruby的gems程序包）。Rails和它的搭檔框架們擁有非常成熟且被證明了的活動(dòng)記錄（

Active Record）或數(shù)據(jù)映射（Data Mapper）的數(shù)據(jù)訪問層的實(shí)現(xiàn)，而這些是當(dāng)你在使用純JavaScript

來(lái)復(fù)制這些應(yīng)用的時(shí)候會(huì)非常想要使用的東西。

不過，如果你真的傾向于全部使用 JS（并且做好可能抓狂的準(zhǔn)備），那么請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注 Sequelize 和?

Node ORM2 ，雖然這兩者仍然不成熟的，但他們最終會(huì)迎頭趕上。

[*] 使用 Node 光是作為前端而 Rails 做后端來(lái)連接關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，這是完全有可能也并不少見的。（

筆者注：國(guó)外有種說(shuō)法，PHP這一類程序員也可以算作是前端）

繁重的服務(wù)端的計(jì)算和處理

當(dāng)涉及到大量的計(jì)算，Node.js 就不是最佳的解決方案。你肯定不希望使用 Node.js 建立一個(gè)斐波那契

數(shù)的計(jì)算服務(wù)。一般情況下，任何 CPU密集型操作會(huì)削弱掉 Node通過事件驅(qū)動(dòng)，異步 I/O 模型等等

帶來(lái)的在吞吐量上的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楫?dāng)線程被非異步的高計(jì)算量占用時(shí)任何傳入的請(qǐng)求將被阻塞。

正如前面所說(shuō)，Node.js 是單線程的，只使用一個(gè)單一的CPU核心。至于，涉及到服務(wù)器上多核并發(fā)處理

，Node 的核心團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用 cluster 模塊的形式在這一方面做了一些工作 (參考：

http://nodejs.org/api/cluster.html)。當(dāng)然，您也可以很容易的通過 nginx 的反向代理運(yùn)行多個(gè)?

Node.js 的服務(wù)器實(shí)例來(lái)避免單一線程阻塞的問題。

關(guān)于集群(clustering) ，你應(yīng)該將所有繁重的計(jì)算轉(zhuǎn)移到更合適的語(yǔ)言寫的后臺(tái)進(jìn)程來(lái)處理，同時(shí)讓他

們通過像 RabbitMQ 那樣通過消息隊(duì)列服務(wù)器來(lái)進(jìn)行通信。

即使你的后臺(tái)處理可能最初運(yùn)行在同一臺(tái)服務(wù)器上時(shí)看不出什么優(yōu)點(diǎn)，但是這樣的做法具有非常高的可

擴(kuò)展性的潛力。這些后臺(tái)處理服務(wù)可以容易地分割出去，作為單獨(dú)的 worker 服務(wù)器，而不需要配置入

口 web服務(wù)器的負(fù)載。

當(dāng)然，你也可以在其他語(yǔ)言平臺(tái)上用同樣的方法，但使用 Node.js 你可以得到很高的吞吐量，每個(gè)請(qǐng)求

都作為一個(gè)小任務(wù)非常迅速和高效地處理，這一點(diǎn)我們已經(jīng)討論過了。

結(jié)論

我們已經(jīng)從理論到實(shí)踐討論過 Node.js 了，從它的目標(biāo)和野心，到其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在 Node.js 的開發(fā)

中99%的問題是由誤用阻塞操作而造成的。

請(qǐng)記住：Node.js 從來(lái)不是用于解決大規(guī)模計(jì)算問題而創(chuàng)建的。它的出現(xiàn)是為了解決大規(guī)模I/O 的問題

，并且在這一點(diǎn)上做的非常好。

綜上，如果你項(xiàng)目需求中不包含CPU密集型操作，也不需要訪問任何阻塞的資源，那么你就可以利用的?

Node.js 的優(yōu)點(diǎn)，盡情的享受快速、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
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一個(gè)Java碼農(nóng)的Node之旅

本篇是一個(gè)Node新手做完實(shí)際項(xiàng)目后的心得總結(jié)。

摘要
如果BOSS要求你在短期內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)一套聊天云服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)成本主要是：

要維護(hù)社交關(guān)系，一大波僵尸POJO正在襲來(lái)。
要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，找個(gè)ORM工具。
長(zhǎng)連接吧方面是WebSocket標(biāo)準(zhǔn)，亦或Netty、Mina系的框架。
連接斷了需要實(shí)現(xiàn)下重連機(jī)制吧？服務(wù)器端寫完了還有客戶端，也需要幫助指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)，問題諸多。
我們的征途是偷懶
如果有現(xiàn)成的輪子偷懶的話，socket.io比較適合：

輕量級(jí)、擴(kuò)展便捷、API簡(jiǎn)單易用。
周邊完善，重連、路由、隔離、單播、廣播等都已實(shí)現(xiàn)。
豐富的客戶端支持，涵蓋了瀏覽器端、Android、iOS。
在仔細(xì)研讀了Flexi傳授如何說(shuō)服自己的老板采用Node.js，并成功說(shuō)服BOSS后，正式開始自己的Node之

旅。

工欲善其事必先利其器
開發(fā)環(huán)境
對(duì)于開發(fā)環(huán)境，無(wú)論你是使用編輯器/編輯器之神，或是sublime/atom/npp之類，亦或是WebStorm高富帥

有錢任性，都是很不錯(cuò)的選擇。

Supervisor可以幫你watch代碼變更，自動(dòng)重啟服務(wù)，從而節(jié)省了手工重啟程序的時(shí)間。

關(guān)于調(diào)試
高富帥款：WebStorm
高逼格款：原始打斷點(diǎn)
屌絲款：node-inspector，可以在Chrome中直接調(diào)試，強(qiáng)烈推薦：
圖片描述

離不開的中間件
首先，勾勒出一個(gè)核心的聊天系統(tǒng)大致的雛形：

基本功能

集群實(shí)現(xiàn)
敏感詞過濾
好友

加好友，刪好友
好友之間聊天，發(fā)文字發(fā)圖片發(fā)音頻發(fā)視頻啥的
群組

創(chuàng)建，加入，退出群組
群組內(nèi)廣播聊天
聊天歷史記錄

擴(kuò)展與周邊

集群實(shí)現(xiàn)
敏感詞過濾
分析下大致需要的存儲(chǔ)層和中間件以及是否有相關(guān)的Node實(shí)現(xiàn)：

MySQL：存儲(chǔ)一些重要的元數(shù)據(jù)，主要是用戶關(guān)系類的，需要事務(wù)支持。(node-mysql)
ZooKeeper：用戶在線離線狀態(tài)存儲(chǔ)。(node-zookeeper-client)
Redis：使用緩存加速一些查詢，PubSub特性用于實(shí)現(xiàn)集群通訊。(ioredis)
HBase：典型的列式存儲(chǔ)，用于實(shí)現(xiàn)一些非核心數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)查詢。(hbase-rpc-client)
LevelDB：本地快速讀寫一些鍵值對(duì)。(LevelUP)
技術(shù)棧
對(duì)比

常年滋潤(rùn)在Java這片潤(rùn)土之上，先來(lái)做個(gè)比較，讓我們對(duì)陌生的技術(shù)棧有所了解。

圖片描述

ES6
ES6是個(gè)好東西, 我覺得比較好用的三點(diǎn)：

const: 可以方便地對(duì)不可變的東西進(jìn)行聲明。
let: 只JavaScript初學(xué)者不用擔(dān)憂不知不覺把變量提升的問題。
lambda表達(dá)式: 神器。
核心實(shí)現(xiàn)
流程時(shí)序
仔細(xì)思考，勾勒出大致的時(shí)序圖：

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系統(tǒng)架構(gòu)：
設(shè)計(jì)下大致的架構(gòu):

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步步為贏，各個(gè)擊破
狀態(tài)管理

典型的IM系統(tǒng)中必然存在用戶在線離線的狀態(tài)。每一個(gè)在線狀態(tài)，對(duì)于服務(wù)器來(lái)說(shuō)，等價(jià)于與客戶端存

在一個(gè)Socket連接。所以對(duì)于單機(jī)環(huán)境下，在內(nèi)存中維護(hù)用戶和Socket的關(guān)系即可，當(dāng)Socket連接和斷

開時(shí)分別做更新操作。當(dāng)切換至集群環(huán)境時(shí)，情況變得稍微復(fù)雜，所以我們需要借助ZooKeeper來(lái)實(shí)現(xiàn)。

除了本機(jī)每個(gè)用戶與Socket關(guān)聯(lián)關(guān)系，另外以臨時(shí)節(jié)點(diǎn)的方式在ZooKeeper中進(jìn)行存儲(chǔ)，目錄結(jié)構(gòu)為根節(jié)

點(diǎn)/命名空間/用戶標(biāo)識(shí)/Socket標(biāo)識(shí)（臨時(shí)節(jié)點(diǎn)）。當(dāng)socket連接被建立的時(shí)候，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)，

socket斷開時(shí)移除臨時(shí)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)服務(wù)器意外退出時(shí)，除了socket連接全部斷開之外，在其ZooKeeper?

session上的所有對(duì)應(yīng)的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)也會(huì)被銷毀。SocketIO的重連機(jī)制會(huì)嘗試重連至其他伺服器并重新建立

起對(duì)應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)點(diǎn)：

判斷一個(gè)用戶是否在線只需判斷用戶標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)的numChildren是否大于零即可。
獲取用戶所有已連接的Socket只需讀取用戶標(biāo)識(shí)下的所有孩子節(jié)點(diǎn)即可。
缺點(diǎn)：

多了額外讀寫ZooKeeper的開銷。
用途：

實(shí)現(xiàn)集群的基礎(chǔ)
有了狀態(tài)判定才能實(shí)現(xiàn)離線消息推送
好友關(guān)系、群組關(guān)系

關(guān)系表原本存儲(chǔ)于HBase，但因?yàn)槿狈κ聞?wù)支持，實(shí)際效果不佳，經(jīng)常導(dǎo)致關(guān)系不一致。傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)

庫(kù)在這一方面依舊強(qiáng)勢(shì)。這塊比較簡(jiǎn)單，即常見的關(guān)系模型表，在此略過。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聊天實(shí)現(xiàn)

單機(jī)

A對(duì)B發(fā)送消息，除了基礎(chǔ)的權(quán)限判定，只需查詢內(nèi)存表中對(duì)應(yīng)B的所有socket，然后對(duì)其發(fā)射消息即可。

見下圖：

圖片描述

集群

由于B可能登錄在不同的服務(wù)器上，需要借助消息中間件(Redis Pub/Sub)，發(fā)布消息，每個(gè)服務(wù)器訂閱

消息列表，如果存在消息接收者，則找到其注冊(cè)在本機(jī)的socket進(jìn)行發(fā)射消息。流程如下圖：

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廣播聊天實(shí)現(xiàn)

廣播類似以上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，只是多了一步查詢成員表依次處理的步驟。此處略。

聊天歷史記錄的實(shí)現(xiàn)

考慮到只需要根據(jù)時(shí)間范圍做分頁(yè)查詢的簡(jiǎn)單需求，這里使用了HBase的寬表。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式的聊天我們可

以對(duì)兩個(gè)用戶標(biāo)識(shí)進(jìn)行排序，并結(jié)合命名空間生成唯一的哈希值，作為行健，而每個(gè)CELL的值則是時(shí)間

戳，因?yàn)槲覀冃枰钇渥匀坏剐蚺帕?#xff0c;所以針對(duì)時(shí)間戳做了LONG。MAX-時(shí)間戳的處理。綜合起來(lái)，大致

的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下：

圖片描述

敏感詞過濾

維護(hù)臟詞字典，對(duì)消息進(jìn)行字符串替換？為了實(shí)現(xiàn)正確辨認(rèn)“曹操在操場(chǎng)操美女”中的動(dòng)詞“操”，需

要實(shí)現(xiàn)中文分詞和詞性判斷，于是處理邏輯轉(zhuǎn)變成：

拉取最新的臟詞列表，轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)體中文并寫入LevelDB中。
使用nodejieba進(jìn)行中文分詞：曹操(n)/在(p)/操場(chǎng)(n)/操(v)/美女(n)
對(duì)分詞后的名詞和動(dòng)詞轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)體中文并查詢LevelDB，命中則替換。
返回替換后的字符串得到：曹操在操場(chǎng)*美女
打包部署
PM2
Node本身是單線程的，雖然Node本身提供Cluster模塊，但需要修改代碼。通過PM2這個(gè)工具可以簡(jiǎn)便地

讓其多進(jìn)程部署，充分利用多核CPU資源:

圖片描述

Docker
可以使用官方的node鏡像。但體積比較大，這里推薦基于alpine-node，體積比較小巧，例如：

FROM mhart/alpine-node:4

RUN apk add --no-cache make gcc g++ python

RUN apk add --no-cache imagemagick

WORKDIR /src
ADD . .
RUN npm install --registry=http://registry.npm.taobao.org/

EXPOSE 3000
CMD ["npm","start"]
C1000K測(cè)試
著名的單機(jī)100萬(wàn)連接，由于項(xiàng)目是第一個(gè)版本，限于各方面原因我們暫時(shí)沒有完成這個(gè)測(cè)試。但在這里

簡(jiǎn)短介紹所需的一些配置，以備后續(xù)使用：

服務(wù)器端
修改tcp連接的最小內(nèi)存為4k, 編輯/etc/sysctl.conf
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 87380 4161536
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 4161536
net.ipv4.tcp_mem = 786432 2097152 3145728
修改系統(tǒng)最大文件描述符, 編輯/etc/sysctl.conf
fs.file-max = 1000000
修改進(jìn)程最大文件描述符, 編輯/etc/security/limits.conf
* ? ? ? ? hard ? ?nofile ? ? ?1000000
* ? ? ? ? soft ? ?nofile ? ? ?1000000
root ? ? ?hard ? ?nofile ? ? ?1000000
root ? ? ?soft ? ?nofile ? ? ?1000000
重載下配置(sysctl -p)或者重啟,檢查下當(dāng)前的設(shè)置 cat /proc/sys/fs/file-nr
*客戶端

因?yàn)槊總€(gè)IP最多可以創(chuàng)建6萬(wàn)多個(gè)連接，不可能找很多服務(wù)器進(jìn)行測(cè)試。所以客戶端除了上述修改，還需

要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)虛擬IP，這樣每個(gè)IP可以提供大約6萬(wàn)的連接，如:
?ifconfig eth0:0 192.168.77.10 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:1 192.168.77.11 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:2 192.168.77.12 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:3 192.168.77.13 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:4 192.168.77.14 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:5 192.168.77.15 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:6 192.168.77.16 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:7 192.168.77.17 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:8 192.168.77.18 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:9 192.168.77.19 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:10 192.168.77.20 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:11 192.168.77.21 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:12 192.168.77.22 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:13 192.168.77.23 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:14 192.168.77.24 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:15 192.168.77.25 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:16 192.168.77.26 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:17 192.168.77.27 netmask 255.255.255.0 up
?ifconfig eth0:18 192.168.77.28 netmask 255.255.255.0 up
修改本地端口范圍,編輯/etc/sysctl.conf
? ? net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
重載配置或重啟開始測(cè)試
總結(jié)
存在即合理，不要卷入無(wú)謂的語(yǔ)言之爭(zhēng)，本猿覺得干這行的最重要莫過于學(xué)習(xí)能力。?
寫代碼之前先理清楚思路和結(jié)構(gòu)，不打沒有準(zhǔn)備的仗。

良好的代碼規(guī)范，遵循KISS原則。
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