浅析Node.js：一个“编码就绪”服务器

Node是一个服务器端JavaScript解释器，它将改变服务器应该如何工作的概念。它的目标是帮助程序员构建高度可伸缩的应用程序，编写能够处理数万条同时连接到一个(只有一个)物理机的连接代码。本文探究了Node.js能解决哪些问题，它如何工作，如何运行一个简单应用程序，***，Node何时是以及何时不是一个好的解决方案。

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Node旨在解决什么问题?

Node公开宣称的目标是“旨在提供一种简单的构建可伸缩网络程序的方法”。当前的服务器程序有什么问题?我们来做个数学题。在Java和PHP这类语言中，每个连接都会生成一个新线程，每个新线程可能需要 2 MB 配套内存。在一个拥有8GB RAM的系统上，理论上***的并发连接数量是4,000个用户。随着您的客户端基础的增长，您希望您的web应用程序支持更多用户，这样，您必须添加更多服务器。当然，这会增加业务成本，尤其是服务器成本、运输成本和人工成本。除这些成本上升外，还有一个技术问题：用户可能针对每个请求使用不同的服务器，因此，任何共享资源都必须在所有服务器之间共享。例如，在Java中，静态变量和缓存需要在每个服务器上的JVMs之间共享。这就是整个web应用程序架构中的瓶颈：一个服务器能够处理的并发连接的***数量。

Node解决这个问题的方法是：更改连接连接到服务器的方式。每个连接都创建一个进程，该进程不需要配套内存块，而不是为每个连接生成一个新的OS线程(并向其分配一些配套内存)。Node声称它绝不会死锁，因为它根本不允许使用锁，它不会直接阻塞I/O调用。Node还宣称，运行它的服务器能支持数万个并发连接。事实上，Node通过将整个系统中的瓶颈从***连接数量更改到单个系统的流量来改变服务器面貌。

现在您有了一个能处理数万条并发连接的程序，那么您能通过Node实际构建什么呢?如果您有一个web应用程序需要处理这么多连接，那将是一件很 “恐怖” 的事!那是一种“如果您有这个问题，那么它根本不是问题” 的问题。在回答上面的问题之前，我们先看看Node如何工作以及它被设计的如何运行。

Node肯定不是什么

没错，Node是一个服务器程序。但是，它肯定不像Apache或Tomcat。那些服务器是独立服务器产品，可以立即安装并部署应用程序。通过这些产品，您可以在一分钟内启动并运行一个服务器。Node肯定不是这种产品。Apache能添加一个PHP模块来允许开发人员创建动态web页，使用Tomcat的程序员能部署JSPs来创建动态web页。Node肯定不是这种类型。

在Node的早期阶段(当前是version 0.4.6)，它还不是一个“运行就绪”的服务器程序，您还不能安装它，向其中放置文件，拥有一个功能齐全的web服务器。即使是要实现web服务器在安装完成后启动并运行这个基本功能，也还需要做大量工作。

Node如何工作

Node本身运行V8 JavaScript。等等，服务器上的JavaScript?没错，您没有看错。服务器端JavaScript 是一个相对较新的概念，这个概念是大约两年前在developerWorks上讨论Aptana Jaxer产品时提到的(参见参考资料)。尽管Jaxer一直没有真正流行，但这个理念本身并不是遥不可及的 — 为何不能在服务器上使用客户机上使用的编程语言?

什么使 V8?V8 JavaScript引擎是Google用于他们的Chrome浏览器的底层JavaScript引擎。很少有人考虑JavaScript在客户机上实际做了些什么?实际上，JavaScript引擎负责解释并执行代码。使用V8，Google创建了一个以C++编写的超快解释器，该解释器拥有另一个独特特征;您可以下载该引擎并将其嵌入任何 应用程序。它不仅限于在一个浏览器中运行。因此，Node实际上使用Google编写的V8 JavaScript引擎并将其重建为在服务器上使用。太***了!既然已经有一个不错的解决方案可用，为何还要创建一种新语言呢?

Node对什么有好处?

到此为止，应该能够回答“Node是什么” 这个问题了，但您可能还不清楚什么时候应该使用它。这是一个需要提出的重要问题，因为Node对有一些东西有好处，但相反，对另一些东西而言，目前Node可能不是一个好的解决方案。您需要小心决定何时使用Node，因为在错误的情况下使用它可能会导致一个多余编码的 LOT。

正如您此前所看到的，Node非常适合以下情况：您预计可能有很高的流量，而在响应客户端之前服务器端逻辑和处理所需不一定是巨大的。Node表现出众的典型示例包括：

RESTful API

提供RESTful API的web服务接收几个参数，解析它们，组合一个响应，并返回一个响应(通常是较少的文本)给用户。这是适合Node的理想情况，因为您可以构建它来处理数万条连接。它还不需要大量逻辑;它只是从一个数据库查找一些值并组合一个响应。由于响应是少量文本，入站请求时少量文本，因此流量不高，一台机器甚至也可以处理最繁忙的公司的API需求。

Twitter队列

想像一下像Twitter这样的公司，它必须接收tweets并将其写入一个数据库。实际上，每秒几乎有数千条 tweets 达到，数据库不可能及时处理高峰时段需要的写入数量。Node成为这个问题的解决方案的重要一环。如您所见，Node能处理数万条入站tweets。它能迅速轻松地将它们写入一个内存排队机制(例如 memcached)，另一个单独进程可以从那里将它们写入数据库。Node在这里的角色是迅速收集tweet并将这个信息传递给另一个负责写入的进程。想象一下另一种设计 — 一个常规 PHP 服务器自己试图处理对数据库的写入 — 每个tweet将在写入数据库时导致一个短暂的延迟，这是因为数据库调用正在阻塞通道。由于数据库延迟，一台这样设计的机器每秒可能只能处理2000条入站tweets。每秒100万条tweets需要500个服务器。相反，Node能处理每个连接而不会阻塞通道，从而能捕获尽可能多的tweets。一个能处理50,000 条tweets的Node机器只需要20个服务器。

映像文件服务器

一个拥有大型分布式网站的公司(比如 Facebook 或 Flickr)可能会决定将所有机器只用于服务映像。Node将是这个问题的一个不错的解决方案，因为该公司能使用它编写一个简单的文件检索器，然后处理数万条连接。Node将查找映像文件，返回文件或一个404错误，然后什么也不用做。这种设置将允许这类分布式网站减少它们服务映像、.js和 .css文件等静态文件所需的服务器数量。

它对什么有坏处?

当然，在某些情况下，Node并非理想选择。下面是Node不擅长的领域：

动态创建的页

目前，Node没有提供一种默认方法来创建动态页。例如，使用JavaServer Pages (JSP) 技术时，可以创建一个在 这样的JSP代码段中包含循环的index.jsp 页。Node不支持这类动态的、HTML驱动的页面。同样，Node不太适合作为Apache和Tomcat这样的网页服务器。因此，如果您想在Node中提供这样一个服务器端解决方案，必须自己编写整个解决方案。PHP程序员不想在每次部署web应用程序时都编写一个针对Apache的PHP转换器，当目前为止，这正是Node要求您做的。

关系数据库重型应用程序

Node的目的是快速、异步和非阻塞。数据库并不一定分享这些目标。它们是同步和阻塞的，因为读写时对数据库的调用在结果生成之前将一直阻塞通道。因此，一个每个请求都需要大量数据库调用、大量读取、大量写入的web应用程序非常不适合Node，这是因为关系数据库本身就能抵销Node的众多优势。(新的NoSQL数据库更适合Node，不过那完全是另一个主题了。)

结语

问题是“什么是Node.js?” 应该已经得到解答。阅读本文之后，您应该能通过几个清晰简洁的句子回答这个问题。如果这样，那么您已经走到了许多编码员和程序员的前面。我和许多人都谈论过Node，但它们对 Node究竟是什么一直很迷惑。可以理解，他们具有的是Apache的思维方式 — 服务器是一个应用程序，将HTML文件放入其中，一切就会正常运转。而Node是目的驱动的。它是一个软件程序，使用JavaScript来允许程序员轻松快速地创建快速、可伸缩的web服务器。Apache是运行就绪的，而ode是编码就绪的。

Node完成了它提供高度可伸缩服务器的目标。它并不分配一个 “每个连接一个线程” 模型，而是使用一个 “每个连接一个流程” 模型，只创建每个连接需要的内存。它使用Google的一个非常快速的JavaScript引擎：V8引擎。它使用一个事件驱动设计来保持代码最小且易于阅读。所有这些因素促成了Node的理想目标 — 编写一个高度可伸缩的解决方案变得比较容易。

与理解Node是什么同样重要的是，理解它不是什么。Node并不是Apache的一个替代品，后者旨在使PHP web应用程序更容易伸缩。事实确实如此。在Node的这个初始阶段，大量程序员使用它的可能性不大，但在它能发挥作用的场景中，它的表现非常好。

将来应该期望从Node得到什么呢?这也许是本文引出的最重要的问题。既然您知道了它现在的作用，您应该会想知道它下一步将做什么。在接下来的一年中，我期待着Node提供与现有的第三方支持库更好地集成。现在，许多第三方程序员已经研发了用于Node的插件，包括添加文件服务器支持和MySQL支持。希望Node开始将它们集成到其核心功能中。***，我还希望 Node支持某种动态页面模块，这样，您就可以在HTML文件中执行在PHP和JSP(也许是一个NSP，一个Node服务器页)中所做的操作。***，希望有一天会出现一个 “部署就绪” 的Node服务器，可以下载和安装，只需将您的HTML文件放到其中，就像使用Apache或Tomcat那样。Node现在还处于初始阶段，但它发展得很快，可能不久就会出现在您的视野中。

注：本文内容是根据developerWorks作者Mike Abernethy的文章整理而来的，在Michael Abernethy的13年技术生涯中，他与各种不同的技术和客户打交道。他目前是一名自由程序员，擅长Java高可用性和jQuery。他现在专注于富Internet 应用程序，试图同时实现应用程序的复杂性和简单性。他空闲时常常去打高尔夫球，更确切地说，是在灌木丛中寻找他打飞的高尔夫球。

本文名称：浅析Node.js：一个“编码就绪”服务器
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