关于nodejs作为服务器的原理

零到壹度

发布时间：2018-03-21 13:54:10

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来源于php中文网

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本文主要和大家聊聊关于nodejs作为服务器的原理,需要的朋友可以参考下，希望能帮助到大家。下面跟随小编一起来看一下吧。

Node.js 特点

1、单线程

在Java、PHP或者.net等服务器端语言中，会为每一个客户端连接创建一个新的线程。而每个线程需要耗费大约2MB内存。也就是说，理论上，一个8GB内存的服务器可以同时连接的最大用户数为4000个左右。要让Web应用程序支持更多的用户，就需要增加服务器的数量，而Web应用程序的硬件成本当然就上升了。

Node.js不为每个客户连接创建一个新的线程，而仅仅使用一个线程。当有用户连接了，就触发一个内部事件，通过非阻塞I/O、事件驱动机制，让Node.js程序宏观上也是并行的。使用Node.js，一个8GB内存的服务器，可以同时处理超过4万用户的连接。

另外，单线程带来的好处，操作系统完全不再有线程创建、销毁的时间开销。

坏处，就是一个用户造成了线程的崩溃，整个服务都崩溃了，其他人也崩溃了。

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2、非阻塞I/O

例如，当在访问数据库取得数据的时候，需要一段时间。在传统的单线程处理机制中，在执行了访问数据库代码之后，整个线程都将暂停下来，等待数据库返回结果，才能执行后面的代码。也就是说，I/O阻塞了代码的执行，极大地降低了程序的执行效率。

由于Node.js中采用了非阻塞型I/O机制，因此在执行了访问数据库的代码之后，将立即转而执行其后面的代码，把数据库返回结果的处理代码放在回调函数中，从而提高了程序的执行效率。

当某个I/O执行完毕时，将以事件的形式通知执行I/O操作的线程，线程执行这个事件的回调函数。为了处理异步I/O，线程必须有事件循环，不断的检查有没有未处理的事件，依次予以处理。

阻塞模式下，一个线程只能处理一项任务，要想提高吞吐量必须通过多线程。而非阻塞模式下，一个线程永远在执行计算操作，这个线程的CPU核心利用率永远是100%。所以，这是一种特别有哲理的解决方案：与其人多，但是好多人闲着；还不如一个人玩命，往死里干活儿。

3、事件驱动 event-driven

在Node中，客户端请求建立连接，提交数据等行为，会触发相应的事件。在Node中，在一个时刻，只能执行一个事件回调函数，但是在执行一个事件回调函数的中途，可以转而处理其他事件（比如，又有新用户连接了），然后返回继续执行原事件的回调函数，这种处理机制，称为“事件环”机制。

Node.js底层是C++（V8也是C++写的）。底层代码中，近半数都用于事件队列、回调函数队列的构建。用事件驱动来完成服务器的任务调度，这是鬼才才能想到的。针尖上的舞蹈，用一个线程，担负起了处理非常多的任务的使命。

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单线程，单线程的好处，减少了内存开销，操作系统的内存换页。

如果某一个事情，进入了，但是被I/O阻塞了，所以这个线程就阻塞了。

非阻塞I/O，不会傻等I/O语句结束，而会执行后面的语句。

非阻塞就能解决问题了么？比如执行着小红的业务，执行过程中，小刚的I/O回调完成了，此时怎么办？？

事件机制，事件环，不管是新用户的请求，还是老用户的I/O完成，都将以事件方式加入事件环，等待调度。

说是三个特点，实际上是一个特点，离开谁都不行，都玩儿不转了。

Node.js很像抠门的餐厅老板，只聘请1个服务员，服务很多人。结果，比很多服务员效率还高。

Node.js中所有的I/O都是异步的，回调函数，套回调函数。

Node.js 适合开发什么？

Node.js适合用来开发什么样的应用程序呢？

善于I/O，不善于计算。因为Node.js最擅长的就是任务调度，如果你的业务有很多的CPU计算，实际上也相当于这个计算阻塞了这个单线程，就不适合Node开发。

当应用程序需要处理大量并发的I/O，而在向客户端发出响应之前，应用程序内部并不需要进行非常复杂的处理的时候，Node.js非常适合。Node.js也非常适合与web socket配合，开发长连接的实时交互应用程序。

比如：

● 用户表单收集

● 考试系统

● 聊天室

● 图文直播

● 提供JSON的API（为前台Angular使用）

Node.js 与 PHP、JSP的不同

● Node.js不是一种独立的语言，与PHP、JSP、Python、Perl、Ruby的“既是语言，也是平台”不同，Node.js的使用JavaScript进行编程，运行在JavaScript引擎上（V8）。

● 与PHP、JSP等相比（PHP、JSP、.net都需要运行在服务器程序上，Apache、Naginx、Tomcat、IIS），Node.js跳过了Apache、Naginx、IIS等HTTP服务器，它自己不用建设在任何服务器软件之上。Node.js的许多设计理念与经典架构（LAMP = Linux + Apache + MySQL + PHP）有着很大的不同，可以提供强大的伸缩能力。Node.js没有web容器。

示例一：页面显示"Hello World!"

JS代码：

//require表示引包，引包就是引用自己的一个特殊功能
var http = require(‘http‘);

//创建服务器，参数就是一个回调函数，表示如果有请求进来，要做什么
var server = http.createServer(function(req, res){
            //req表示请求， request；res表示响应，response

    //设置HTTP头部，状态码是200， 文件类型是html。字符编码格式是 UTF-8
    res.writeHead(200, {‘Content-Type‘:‘text/html; charset= UTF-8; ‘});
    res.end(‘Hello World!‘);
});

//运行服务器，监听8083端口
server.listen(8083, ‘127.0.0.1‘);

打开浏览器，输入 127.0.0.1:8083

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示例二：Node.js没有Web容器

在使用Apache服务器时，我们经常可以看到在 htdocs目录中有各种子文件夹，我们要访问指定页面，只需要在浏览器地址栏中输入 127.0.0.1:80/app/index.html 类似这样的结构

但是，Node.js 由于没有Web容器，所以在url 地址后面在输入 /xx.xx 时并不能正常显示

有这么一个文件目录结构：

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fang.html 里面是一个红色的、正方形的p，yuan.html 里面是一个绿色的、圆形的p

现在新建一个 noWebContainer.js，看能否在url中输入 fang.html 打开页面

//require表示引包，引包就是引用自己的一个特殊功能
var http = require(‘http‘);
var fs = require(‘fs‘);

//创建服务器，参数是一个回调函数，表示如果有请求进来，要做什么
var server = http.createServer(function(req, res){
   
    res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
    res.end("Hello World!");
    
});


//运行服务器，监听4000端口（端口号可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

运行 127.0.0.1:4000，并在url后面加上 /fang.html，发现完全没用

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现在初步对“Node.js没有web容器”这句话有了一点印象了，那想要打开fang.html，怎么办呢？

//require表示引包，引包就是引用自己的一个特殊功能
var http = require(‘http‘);
var fs = require(‘fs‘);

//创建服务器，参数是一个回调函数，表示如果有请求进来，要做什么
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url==‘/fang‘){
        fs.readFile(‘./fang.html‘, function(err,data){
            //req表示请求，request;  res表示响应，response
            //设置HTTP头部，状态码是200，文件类型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {‘Content-type‘:‘text/html;charset=UTF-8‘});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//运行服务器，监听4000端口（端口号可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

也就是说，如果请求的url 里面包含了 /fang，就读取当前目录下（./ ---> 表示当前目录）的 fang.html，否则，就只显示 Hello World

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同理，我也可以输入 /yuan，显示 yuan.html

//require表示引包，引包就是引用自己的一个特殊功能
var http = require(‘http‘);
var fs = require(‘fs‘);

//创建服务器，参数是一个回调函数，表示如果有请求进来，要做什么
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url==‘/fang‘){
        fs.readFile(‘./fang.html‘, function(err,data){
            //req表示请求，request;  res表示响应，response
            //设置HTTP头部，状态码是200，文件类型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {‘Content-type‘:‘text/html;charset=UTF-8‘});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url==‘/yuan‘){
        fs.readFile(‘./yuan.html‘, function(err,data){

            res.writeHead(200, {‘Content-type‘:‘text/html;charset=UTF-8‘});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//运行服务器，监听4000端口（端口号可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

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进一步，在 fang.html 中添加一个图片，从上面的目录结构中可以看到，图片的路径是完全正确的

@@##@@

运行 127.0.0.1:4000/fang，却发现图片破了，说明路径不对。但事实上，我们可以看到，这个路径是一点问题都没有的呀，那怎么办呢？

关于nodejs作为服务器的原理

又回到了那句话，“Node.js没有web容器”，所以，还是要用前面的方法处理一下图片

//require表示引包，引包就是引用自己的一个特殊功能
var http = require(‘http‘);
var fs = require(‘fs‘);

//创建服务器，参数是一个回调函数，表示如果有请求进来，要做什么
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url==‘/fang‘){
        fs.readFile(‘./fang.html‘, function(err,data){
            //req表示请求，request;  res表示响应，response
            //设置HTTP头部，状态码是200，文件类型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {‘Content-type‘:‘text/html;charset=UTF-8‘});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url==‘/yuan‘){
        fs.readFile(‘./yuan.html‘, function(err,data){

            res.writeHead(200, {‘Content-type‘:‘text/html;charset=UTF-8‘});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url==‘/yule.png‘){
        fs.readFile(‘./yule.png‘, function(err,data){

            res.writeHead(200, {"Content-type":"image/jpg"});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//运行服务器，监听4000端口（端口号可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");

再次运行，图片可正常显示

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现在新建一个 yellow.css 样式表，让 yuan.html 引入这个css 文件

yellow.css

body{background:yellow;}

但是，页面的背景颜色没有发生任何改变

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看来 “Node.js没有web容器”这句话是无处不在呀，同样需要对 css 文件做处理

//require表示引包，引包就是引用自己的一个特殊功能
var http = require(‘http‘);
var fs = require(‘fs‘);

//创建服务器，参数是一个回调函数，表示如果有请求进来，要做什么
var server = http.createServer(function(req, res){
    if(req.url==‘/fang‘){
        fs.readFile(‘./fang.html‘, function(err,data){
            //req表示请求，request;  res表示响应，response
            //设置HTTP头部，状态码是200，文件类型是html，字符集是utf8
            res.writeHead(200, {‘Content-type‘:‘text/html;charset=UTF-8‘});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url==‘/yuan‘){
        fs.readFile(‘./yuan.html‘, function(err,data){

            res.writeHead(200, {‘Content-type‘:‘text/html;charset=UTF-8‘});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url==‘/yule.png‘){
        fs.readFile(‘./yule.png‘, function(err,data){

            res.writeHead(200, {"Content-type":"image/jpg"});
            res.end(data);
        })
    }else if(req.url==‘/yellow‘){
        fs.readFile(‘./yellow.css‘, function(err,data){

            res.writeHead(200, {"Content-type":"text/css"});
            res.end(data);
        })
    }else{
        res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});
        res.end("Hello World!");
    }
});


//运行服务器，监听4000端口（端口号可以任改）
server.listen(4000,"127.0.0.1");