Node.js 与开发实战 - 笔记

2023-03-17 11:26:09 浏览数 (2)

Why:为什么要学 Node.js - Node.js 的应用场景 What:Node.js 是什么 - Node.js 运行时结构 How:怎样编写 Node.js 代码 - Http Server 延伸话题:贡献 Node.js 代码、编译 Node.js、诊断 / 追踪、WASM,NAPI

# Node.js 与开发开发实战 - 笔记

# Node.js 的应用场景 - Why

  1. 前端工程化
    • Bundle:webpack, vite, esbuild, parcel
    • Uglify:uglifyjs
    • Transpile:bablejs, typescript
    • 其他语言加入竞争:esbuild(go), parcel(rust), prisma
    • 现状:难以替代
  2. Web 服务端应用
    • 学习曲线平缓,开发效率较高
    • 运行效率接近常见的编译语言
    • 社区生态丰富及工具链成熟 (npm, V8 inspector)
    • 与前端结合的场景会有优势 (SSR 服务端渲染)
    • 现状:竞争激烈,Node.js 有自己独特的优势
  3. Electron 跨端桌面应用
    • 商业应用:vscode, slack, discord, zoom
    • 大型公司内的效率工具
    • 现状:大部分场景在选型时,都值得考虑
  4. 字节跳动内部应用
    • BFF 应用、SSR 应用,举例:Modern.js
    • 服务端应用,例如:头条搜索,西瓜视频,懂车帝
    • Electron 应用:飞连,飞书
    • 每年新增 1000 Node.js 应用

# Node.js 运行时结构 - What

结构:

  • V8:JavaScript Runtime,诊断调试工具 (inspector)
  • libuv:eventloop (事件循环), syscall (系统调用)
  • 举例:用 node-fetch 发起请求时…

特点:

  • 异步 I/O: 当 Node.js 执行 I/O 操作时,会在响应返回后恢复操作,而不是阻塞线程并占用额外内存等待
  • 单线程:
    • JS 单线程 实际:JS 线程 uv 线程池 V8 任务线程池 V8 Inspector 线程
    • 优点:不用考虑多线程状态同步问题,也就不需要锁;同时还能比较高效地利用系统资源
    • 缺点:阻塞会产生更多负面影响 解决办法:多进程或多线程
  • 跨平台:
    • 跨平台 (大部分功能、api)
    • Node.js 跨平台 JS 无需编译环境 ( Web 跨平台 诊断工具跨平台) = 开发成本低 (大部分场景无需担心跨平台问题),整体学习成本低

# 编写 Http Server - How

# 安装 Node.js

  • Mac,Linux 推荐使用 nvm 。多版本管理。
  • Windows 推荐 nvm4w 或是官方安装包。
  • 安装慢,安装失败的情况,设置安装源 NVM_NODEJS_ORG_MRROR=https://npmmirror.com/mirrors/node nvm install 16

# 基础 Http Server

返回 JSON 的 Server 示例:

代码语言:javascript复制
const http = require('http');

const port = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
    const bufs = [];
    req.on('data', (data) => bufs.push(data));
    req.on('end', () => {
        // bufs
        const buf = Buffer.concat(bufs).toString('utf8');
        let ret, msg;
        try {
            ret = JSON.parse(buf);
            msg = ret.msg || 'Hello';
        } catch (err) {
            msg = 'Hello';
        }
        const responseJson = {
            msg: `receive: ${msg}`
        };
        res.setHeader('Content-Type', 'application/json');
        res.end(JSON.stringify(responseJson));
    })
});

server.listen(port, () => {
    console.log('listening on port: '   port);
});

# 静态文件服务

简单的静态文件服务:

代码语言:javascript复制
const http = require('http');
const fs = require('fs');
const path = require('path');
const url = require('url');

const folderPath = path.resolve(__dirname, './static');

const port = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
    const info = url.parse(req.url);
    const filepath = path.resolve(folderPath, './'  info.path);

    const filestream = fs.createReadStream(filepath);
    filestream.pipe(res);
});

server.listen(port, () => {
    console.log('listening on port: '   port);
});

与高性能、可靠的服务相比,还差什么?

  1. CDN:缓存+加速
  2. 分布式储存,容灾

# React SSR

SSR (server side rendering) 有什么特点?

  • 相比传统 HTML 模版引擎:避免重复编写代码
  • 相比 SPA (single page application):首屏渲染更快,SEO 友好
  • 缺点:通常 qps 较低,前端代码编写时需要考虑服务端渲染情况

SSR 难点:

  1. 需要处理打包代码
  2. 需要思考前端代码在服务端运行时的逻辑
  3. 移除对服务端无意义的副作用,或重置环境

# Debug

V8 Inspector:开箱即用、特性丰富强大、与前端开发一致、跨平台

  • node --inspect
  • open http://localhost:9229/json

场景:

  • 查看 console.log 内容.
  • breakpoint
  • 高 CPU、死循环:cpuprofile
  • 高内存占用:heapsnapshot
  • 性能分析

# 部署

部署要解决的问题:

  • 守护进程:当进程退出时,重新拉起
  • 多进程:cluster 便捷地利用多进程
  • 记录进程状态,用于诊断

容器环境:

  • 通常有健康检查的手段,只需考虑多核 cpu 利用率即可

# 延伸话题

# 贡献 Node.js 代码

快速了解 Node.js 代码:

  • Node.js Core 贡献入门

好处:

  • 从使用者的角色逐步理解底层细节,可以解决更复杂的问题;
  • 自我证明,有助于职业发展;
  • 解决社区问题,促进社区发展;

难点:

  • 花时间

# 编译 Node.js

为什么要学习编译 Node.js:

  • 认知:黑盒到白盒,发生问题时能有迹可循

贡献代码的第一步:

  • 如何编译
  • 参考:Maintaining the build files
  • ./configure && make install
  • 演示:给 net 模块添加自定义属性

# 诊断 / 追踪

  • 诊断是一个低频、重要同时也相当有挑战的方向。是企业衡量自己能否依赖一门语言的重要参考。
  • 技术咨询行业中的热门角色。
  • 难点:
    • 需要了解 Node.js 底层,需要了解操作系统以及各种工具
    • 需要经验

# WASM,NAPI

Node.js (因为 V8)是执行 WASM 代码的天然容器,和浏览器 WASM 是同一运行时,同时 Node.js 支持 WASI。

NAPI 执行 C 接口的代码 (C/C /Rust…),同时能保留原生代码的性能。

不同编程语言间通信的一种方案。

# 参考资料

  • 字节青训营课程
  • Node.js Core 贡献入门

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