深入浅出Node

0. 总结

这本书,从实战方面诠释了NODE的原理

笔者第一次读完时,很多是跳过的,因为没有相关的实践操作,留个影响,相信以后会有想起来应用的时候

4星(322页)

1. Node简介

1.2 Node的命名和起源

Ryan Dahl是一名资深的c/c++程序员

他认为:设计高性能Web服务器的几个要点:

事件驱动
非阻塞IO

他的在选JS之前,其他语言的考虑

c门槛太高
haskell: 作者自己玩不6
lua: 自身已经有很多阻塞的库
Ruby: 性能不好

1.3 Node给javascript带来的意义

Node = Chrome - HTML - Webkit

1.4 Node的特点

1.4.1 异步I/O

1.4.2 事件与回调函数

事件的编程方式具有轻量级、轻耦合、只关注事物点等优势,但是在多个异步任务的场景下,事件和事件之间各自独立,如何协作是一个问题

1.4.3 单线程

优点:

不用像多线程那样处处在意状态同步问题
不存在死锁
不存在线程上下文交换带来的性能开销

缺点

无法利用多核CPU
错误会引起整个应用退出
大量计算占用CPU导致无法继续调用异步I/O

在浏览器中主线程可以负责UI,而把大量的计算放在webworker

而Node,主线程负责响应,而可以child_process进行大量计算

这样

缺点1变成了: 可以利用多核进行大量计算缺点3变成了: 可以利用多核进行计算

但是缺点2呢?.

1.5 Node的应用场景

1.5.1 I/O密集型

2. 模块机制

2.2 Node的模块实现

2.2.1 优先从缓存加载

其实无论是webpack还是浓的,都是从优先缓存读取的

所以require里的文件只会被第一次引用的时候执行,然后缓存起来

2.2.2 路径分析和文件定位

默认不带文件后缀时,会按.js,.json,.node 的顺序查找,所以一般只会隐藏.js,而.json,.node不会隐藏后缀

2.2.3 模块编译

.js: 通过fs模块同步读取后编译执行
.node: c/c++编写的拓展文件,通过dlopen()方法加载最后编译生成的文件
.json: 通过fs同步读取,然后JSON.parse()解析返回结果
其余拓展名文件,会被当做js文件载入

3. 异步I/0

3.2 异步I/0实现现状

3.2.1 异步I/O与非阻塞I/O

阻塞I/O:

与阻塞I/O对应的是非阻塞I/O

两者的主要区别是

阻塞I/O完成整个获取数据的过程
非阻塞I/O则不带数据直接返回,要获取数据,还需要通过文件描述符再次读取,需要通过轮询多次访问

3.5 事件驱动与高性能服务器

几种经典的服务器模型

同步式
每进程/每请求
每线程/每请求

每线程/每请求的方式目前被apache所使用

node通过事件驱动方式处理请求,无需为每个请求创建额外的对应进程,可以省掉创建线程和销毁线程的开销,同时操作系统在带哦度任务时因为线程较少,上下文切换代价很低.这是Node高性能的一个原因

4. 异步编程

4.2 异步编程的优势与难点

4.2.2 难点

异常处理: 原则上只需执行调用者传入的回调函数,正确传递回异常提供调用者的判断
函数嵌套过剩
阻塞代码
多线程编码
异步转同步

4.3 异步编程解决方案

事件发布/订阅
Promise/Deferred模式
流程控制库

4.3.2 Promise/Deferred模式

Promises/A的抽象定义

Promises操作只会处于三种状态中的一种: 未完成,完成,失败
Promises的状态只会出现从未完成向完成或失败转化,不能逆反,完成和失败也不能互相转化
Promises的状态一旦转化,将不能改变

(笔者疑问: 当我们获取到json数据时,是在完成态,然后发现json数据格式不对,不能从完成转到失败?)

Api定义上,一个Promise对象只要具备then方法即可

接受完成态、错误态的回调方法,在操作完成或出现错误时,将会调用对应方法
可选地支持progress事件回调作为第三个方法
then()方法只接受function对象,其余对象将会被忽略
then()方法继续返回promise对象,以实现链式调用

then(fulfilledHandler, errorHandler, progressHandler)

Promise是高级接口,事件是低级接口,低级接口可以构成更多更复杂的场景,高级接口一旦定义,不太容易改变,但对于解决典型问题非常有效

4.3.3 流程控制库

尾触发和next
async
step

5. 内存控制

5.1 V8的垃圾回收机制与内存限制

5.1.3 V8的对象分配

查看内存分配

> process.memoryUsage()
{ rss: 21692416, heapTotal: 9587488, heapUsed: 4757408 }

可以在启动node时,更改内存限制

node --max-old-space-size=1700 test.js //单位为MB 设置老生代内存空间
node --max-new-space-size=1024 test.js //单位为kb 设置新生带内存空间

一旦设置启动后,不能更改

为什么V8要限制内存? 因为1.5GB的垃圾回收,V8做一次小的垃圾回收需要50毫秒以上,做一次非增量的垃圾回收深圳要1s以上

5.1.4 V8的垃圾回收机制

V8的垃圾回收策略主要基于分代式垃圾回收机制

回收算法     Mark-Sweep Mark-Compact Scavenge
速度        中等        最慢          最快
空间开销     少(有碎片)   少(有碎片)    双倍空间(无碎片)
是否移动对象  否          否           是

5.1.5 查看垃圾回收日志

启动时添加--trace_gc参数,会在打印台输出垃圾回收信息

加上--prof可以得到V8执行时性能分析数据,其中包含垃圾回收执行时占用时间

可以通过linux-tick-processor(在node源码的tool里) 用于统计日志信息

6. 理解Buffer

6.1 Buffer结构

Buffer是一个像Array的对象,主要用于操作字节

6.1.1 模块结构

Buffer是一个典型的Javascript与C++结合的模块

性能由C++实现,并非性能相关的javascript实现

node_buffer(c++)->Buffer/SlowBuffer(javascript核心模块)

6.2 Buffer的转换

6.2.2 Buffer转字符串

buf.toString([encoding], [start], [end])

7. 网络编程

8. 构建web应用

8.1 基础功能

Cookie的性能影响

为静态组件使用不同的域名

9. 玩转进程

10. 测试

这里讲了测试的基础概念,讲述了单元测试,自动集成和性能测试的一些基本方法

11 产品化

11.5 监控报警

11.5.1 监控

日志监控
响应时间
进程监控
进程监控
磁盘监控
内存监控
CPU占用监控
CPU load监控
I/O监控
网络监控
应用状态监控