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深入浅出 Node.js 读书笔记

Chapter 1 Node简介

Node 的特点：

  1. 异步 I/O
  2. 事件与回调函数机制
  3. 单线程

    Node 采用 child_process 的方式来解决单线程中大计算量的问题：将计算量分发到各个子进程，将大量的计算分解，然后再通过进程之间的事件消息来传递结果，从而保持应用模型的简单和低依赖。

  4. 跨平台

主要的应用场景：

  1. 擅长 I/O 密集型应用场景
  2. CPU 密集型应用偏弱，但性能仍不俗，也可以通过编写 C/C++ 扩展的方式加强。
  3. 与遗留系统和平共处
  4. 分布式应用（阿里的 NodeFox， ITier）

Chapter 2 模块机制

Node 普遍采用 CommonJS 模块规范。

CommonJS 模块规范

  1. 模块引用：

     var math = require('math')

  2. 模块定义
    使用 exports 对象作为导出当前模块的方法或者变量的唯一出口。
    在模块中，还存在一个 module 对象，它代表模块自身，而exports是module的属性。

     // 模块定义
 // math.js
 exports.add = function () {
     ...
 }
 // 调用方法
 // program.js
 var math = require('math')
 exports.increment = function (val) {
     return math.add(val, 1)
 }

exports 和 module.exports 的区别

  • exports 是对 module 的 exports 属性的引用。
  • 在使用 exports.add = function () 和 module.exports.add = function() 的方式输出模块时，二者没有区别；
  • 但如果使用 exports = add () 的情况，exports 这个引用指向的地址就发生了改变。
  • 但你可以使用 module.exports = add() 的方法输出模块，因为 require() 读取的就是 module.exports 对象。它还可以输出除了对象和函数外的基本类型，如 string, number 等。
  • 建议使用第二点的输出方式。

    引申阅读：exports 和 module.exports 的区别

  1. 模块标识
    模块标识其实就是传递给 require() 方法的参数。它必须是符合小驼峰命名的字符串，或者以 . 或 .. 开头的相对路径，或绝对路径。它可以没有任何文件名后缀如 .js。

引申：CommonJS 和 ES6 import 的区别

Node 的模块实现

在 Node 中引入模块需要经历三个步骤：(1)模块标识符分析(2)文件定位(3)编译执行。

模块加载过程

  1. 优先从缓存加载
    Node 会优先检查缓存，以减少二次引入时的开销。核心模块的缓存检查优先于文件模块的缓存检查，但缓存检查总是第一优先级的。
  2. 模块标识符分析
    (1) 核心模块：优先级仅次于缓存加载，在 Node 源代码编译过程中已经编译为二进制代码，加载过程最快。
    (2) 路径形式的文件模块：分析文件模块时，require() 方法会将路径转为真实路径，并以真实路径作为索引，将编译后的结果放到缓存中。加载速度慢于核心模块。
    (3) 自定义模块：
  3. 文件定位
    (1) 扩展名分析：CommonJS 规范允许标识符中不包含文件扩展名，在这种情况下 Node 会按照 .js, .json, .node 的顺序补足扩展名，依次尝试。这个过程需要调用fs模块同步阻塞地判断文件是否存在，可能引起性能问题。建议：如果是 .json 或 .node 文件，建议加上扩展名，同时配合缓存。
    (2) 目录分析和包：
  4. 模块编译
    Node调用process.dlopen()方法进行加载和执行；在Node架构下，dlopen()方法在Windows和*nix平台下分别有不同的实现，通过libuv兼容层进行了封装。

核心模块

两部分：

  • C/C++编写的模块，存放在Node项目的src目录下
  • Javascript 编写的模块，存放在lib目录下

本章余下的 C/C++ 模块编写，模块调用栈，包与NPM，前后端共用模块均略过不提。

Chapter 3 异步I/O

为什么要异步I/O？

  1. 用户体验：消除掉UI阻塞的现象，继续响应用户的交互行为，给用户一个鲜活的页面。
  2. 资源分配：利用单线程，原理多线程死锁、状态同步等问题；利用异步I/O，让单线程远离阻塞，以更好地使用CPU。

现实的异步I/O
通过让部分线程进行阻塞I/O或者非阻塞I/O加轮询技术来完成数据获取，让一个线程进行计算处理，通过线程之间的通信将IO得到的数据进行传递，这就轻松实现了异步I/O（尽管它是模拟的）。