多方面介绍Node js是怎么实现高并发

什么是Node.js

Node.js 是一个服务器端 JavaScript 解释器。它是基于 Chrome 的 V8 JavaScript 引擎构建的，使 JavaScript 可以高效地运行在服务器端，也就是说，能够运行在非浏览器环境下的 JavaScript，使得 Node.js 可以用于构建高性能的网络应用程序。Node.js 是一个开源、跨平台的 JS 运行环境，可以在 Windows、Linux、Mac 等操作系统上运行。

Node.js 的高并发

Node.js 的高并发性是基于事件驱动的非阻塞 IO 模型实现的。在传统的阻塞 IO 模型下，每个请求都需要阻塞等待 IO 操作完成才能进行下一步操作，这样会导致线程被阻塞，服务器的并发性能大大下降。而在 Node.js 的非阻塞 IO 模型下，请求在完成 IO 操作后会向事件队列中添加事件，当事件循环机制遍历到该事件时，才会进行下一步操作。因此，在 Node.js 中，每个请求的线程不会被一直阻塞，这样就实现了高并发。

const http = require('http')
const server = http.createServer((req, res) => {
  setTimeout(() => {
    res.end('Hello World!')
  }, 5000)
})
server.listen(3000)

以上是一个简单的 Node.js 服务器代码示例，其中通过 setTimeout 模拟了耗时的 IO 操作，使得每个请求需要 5 秒钟的时间才能返回结果。如果采用传统的阻塞 IO 模型，当有大量请求时将会严重影响服务器的性能，并发量很难扩展。而在 Node.js 中，即使有大量请求，在进行 IO 操作时也会释放 CPU，这样才能够保持高并发。

Node.js 的事件驱动模型

Node.js 的事件驱动模型可以实现高并发，它通过将请求和 I/O 操作分离来实现非阻塞 I/O。Node.js 会在一个单线程上运行事件循环，监控事件队列。当有事件发生时，循环机制会在事件队列中添加一个回调函数，完成 IO 操作时将会提醒事件循环机制执行该回调函数。这种事件驱动模型可以同时处理多个请求，而不需要阻塞线程。

const fs = require('fs')
fs.readFile('/path/to/file', (err, data) => {
  if (err) throw err
  console.log(data)
})

以上是 Node.js 另一个典型的代码示例，其中通过 fs 模块读取文件。当读取文件时，Node.js 并不会阻塞线程，而是在完成 IO 操作时向 event loop 添加一个回调函数。在这个回调函数获得执行机会前，Node.js 可以处理其他客户端请求，这样就实现了高并发。

Node.js 的异步编程

Node.js 采用异步编程的方式，通过回调函数来解决回调嵌套的问题。异步编程允许 Node.js 并行处理多个请求，从而提高了性能和可伸缩性。为了方便编程，Node.js 还提供了！async/await 等最近的编程模式。

const https = require('https')
const getData = url => new Promise((resolve, reject) => {
  https.get(url, res => {
    let data = ''
    res.on('data', chunk => {
      data += chunk
    })
    res.on('end', () => {
      resolve(data)
    })
  }).on('error', err => {
    reject(err)
  })
})
getData('https://www.baidu.com')
  .then(data => console.log(data))
  .catch(err => console.error(err))

以上是使用 Promise 封装的异步请求示例，其中通过 get 方法请求 https://www.baidu.com 页面，Promise 的方式允许我们很方便地处理异步请求的返回值。在使用 Promise 的模式下我们能够很好地进行异步编程，提高代码的可读性和代码质量。