技术实践第十二期｜关于Node.js的那些事（下）
官方小二*更新于2022-3-31*
亲爱的开发者们，
🙋大家好，欢迎大家阅读：关于Node.js的那些事（下）。本期我们来一起了解关于Node.js的异步编程的优势与难点、内存控制等内容。
🎩开发者们有任何想要探讨的技术内容，欢迎在本帖下方踊跃留言哦～
*作者：llkevin13579*
一. Node.js—异步编程的优势与难点
有异步I/O，必有异步编程。异步编程有它的优势，也有它的难点，下面我们就这门语言异步编程的优势和难点来展开谈谈。
它的优势当然是它的底层机制：非阻塞的I/O模型，它可以令CPU和I/O不会相互影响，对于最近的云计算应用，它更加可以施展才能。利用事件循环，js就像一个分配任务和处理结果的大管家，I/O线程池里的各个I/O线程都是小二，负责兢兢业业地完成分配来的任务，小二和管家之间互不依赖，这令到整个客栈的效率提高不少。所以Node.js很好的解决了I/O的性能问题，而对于CPU密集型的计算就要看管家的能耐了。在使用的过程中，特别是高并发的状况下，需要防止过多地消耗CPU的时间片，这样才能很好的利用node.js的特性。只要合理利用Node的异步模型和V8的高性能，就可以充分发挥CPU和I/O资源的优势。
与此同时，它的难点也出现了，一个是异步的代码编写方法实在是太过奇葩，容易造成回调地狱，后面出现的Promise机制很好的解决了这个问题，Promise通过封装异步调用，实现了正向用例和反向用例的分离以及逻辑处理延迟，Promise带了两个参数--resolve和reject，resolve表示完成态，reject表示失败态。另外还有一个重要的方面，就是在异常处理的方式上面，通常我们用try{...} catch{...} finally{...}, 但这种写法不一定捕捉的是异步方法里的错误，像类似JSON.parse（）方法，如果里面传的不是JSON，也会报错，也会进入到catch块，这个时候就很难判断错误的位置。
很多人说XXX语言是世界上最好的语言，其实没有这一说，只有最合适的语言。当我们处理高并发非CPU密集型的数据的时候，可以优先选择Node.js, 这样就可以把Node.js的优势发挥到极致。
二. Node.js之内存控制
一开始的Javascript是在浏览器运行的，一般只运行一些网页，运行的时间特别短，即使内存使用过多或者内存泄露，也只会影响C端用户，但是Node.js越来越多运行在服务器端之后，这个内存的问题也逐渐暴露出来，我们不能忽略它的问题，毕竟会影响到API的性质、用户的体验，所以我们必须好好探究Node.js的内存控制机制。
在Node中通过Javascript使用内存时会发现内存只能使用一部分，64位的系统下大概是1.4GB，32位的系统下大概是0.7GB，这样会导致一个问题，在Node的程序里，无法直接去操作大内存的对象，比如直接读一个2GB的文件。如何查看内存的使用情况，我们可以使用process.memoryUsage()方法，这个方法会两个重要的参数，一个是heapTotal, 另一个是heapUsed, 它们反应的是堆内存的使用情况，每当我们使用const或者let定义变量的时候，就会向堆内存申请空间，直到堆的大小超过V8的限制为止。
既然内存有限，我们如何高效地使用内存呢？在搞清楚这个这个问题之前我们要熟悉两个概念--作用域和闭包。
一个函数内部如果定义了一个变量，那么这个变量就在被调用的时候申请分配内存空间，函数执行结束只会就会被销毁，或者说这一块内存空间被收回，所以这个变量的作用域就在函数被调用之后到函数执行完成，对于全局变量，在程序刚开始运行的时候就分配了空间，到最后退出程序之后才释放空间，这个变量的作用域就相当长了。所以我们尽可能少使用全局变量，尽量将变量的定义放在最内部合适的地方，这样的话对内存的使用就不会过度，也利用高并发的时候处理更多的逻辑。
我们知道，一个函数内部的变量或者函数，在函数外部是无法进行访问的，但如果函数内部return了某些变量或者某些函数，那么它们就会暴露到外部，这个时候函数内部的变量或者函数作用域就不是到函数执行完成了，这样的方法叫做闭包，这样对于内存来说，这个内存长期没有被释放，会大量占用内存，所以说闭包的使用也需要当心，确保使用完成及时释放掉内存，不然会产生性能的问题。
总的来说，我们要善用node的优点，也要多留心里面需要规避的一些问题，这样才能更好的使用node.js。
三. Node.js之网络编程
Node具有事件驱动、无阻塞、单线程等特点，是搭建网络服务器的一个很好的语言，很多编程语言需要专门的服务器来作为容器，例如ASP需要IIS作为服务器，PHP需要Apache或者Nginx环境等等，而对于Node来说，只需要几行代码就可以构建服务器，不需要其他的容器。在这里就需要提到四个重要的概念: TCP, UDP, HTTP, HTTPS。
TCP全名是传输控制协议，是一个面向连接的协议，它在传输的过程中，需要经历三次握手形成会话。第一次握手是建立连接，客户端发送syn包（seq=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认; 第二次是服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（seq=k），此时SYN_RECV状态；第三次是客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack=k+1），这个包发完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。在TCP的服务器中有几个服务器的事件和连接事件，当我们搞懂它们的意思才能更好地进行编程，服务器事件有listening、connection、close和error，分别表示监听、连接、关闭和发生错误，而连接事件有data、end、connect、drain、error、close和timeout，分别表示事件传递的数据、服务器或者客户端发送了FIN数据、套接字和服务器端连接成功、任意一端调用write（）发送数据、发生异常、套接字完全关闭和连接被闲置。
UDP又称数据包协议，UDP和TCP最大的不同是UDP不是面向连接的，它一旦建立，所有的会话都基于连接完成，他的资源消耗低，处理快速而且灵活，适合在线视频传输等场景，偶尔丢包也影响不大。UDP套接字相对TCP套接字使用起来更简单，它只是一个EventEmitter的实例，而非Stream的实例，事件有四个：message、listening、close、error，分别表示接到携带的数据、开始监听、调用了close（）方法和发生了异常。
HTTP的全称是超文本传输协议，HTTP构建在TCP之上，属于应用层协议。http模块将其封装成ServerRequest对象，请求报文头第一行HTTP/1.1被解析之后分解成下面的三个属性：req.method、req.url和req.httpVersion，分别表示请求方法（包括GET、POST、DELETE、PUT等）、链接和http版本1.1。至于响应，它封装了对底层连接的写操作，可以看成一个可写的流对象，通过调用res.write()和res.end()方法实现，res.write()表示正常写数据，res.write()表示发送信号告诉服务器这次响应结束。
HTTPS服务就是在HTTP之上加上TLS/SSL，生成了私钥和证书之后，我们在服务器设置多一个配置，就可以配置一个HTTPS服务器了，CA证书将证书颁发给服务器之后，证书在请求的过程中会被发送到客户端，客户端需要根据证书验证真伪，如果是知名的CA机构，它们的证书一般是预装在浏览器当中的，有了HTTPS可以令到数据在传输的过程中多一份保障。
Node.js提供了相对于底层的网络调用，以及基于事件的编程接口，使得开发者在这些模块上不需要再花过多的时间去研究，令到开发者可以更轻松地构建网络应用。
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