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标题: NodeJS 简介：Node js 架构 [打印本页]

作者: 小小小幸运 时间: 2024-8-8 06:41
标题: NodeJS 简介：Node js 架构

概述

Node.js已成为最流行的 Web 开发框架之一。这是因为它具有快速、可扩展和强盛的架构。很多大公司，如Netflix、Uber、Trello、PayPal等，都从Node.js中获益。应用程序的扩展也变得轻易。这都是因为 Node js 遵照的架构模式。
介绍

Node.js是完全免费和开源的。它还被世界各地的大量开发人员使用和支持。Node.js可以称为 Chrome 的 V8 Js 引擎、变乱循环和低级 I/O API 的组合。下图体现了Node.js的体系布局：

Node.js的核心部门是用 C 和 C++ 编写的。Node js 基于单线程变乱循环架构，允许 Node 处置惩罚多个客户端请求。Node js 使用异步模型和非壅闭 I/O 的概念。我们将具体研究这些术语。
Node.js 是其他服务器端平台的最佳选择之一，因为它遵照的架构模式。
Node.js中的单线程变乱循环体系布局

Node.js基于单线程变乱驱动架构。它具有非壅闭 I/O 模型。让我们具体看看这些概念：
Node.js是单线程变乱循环

Node.js 中的变乱循环是单线程的。所有请求可以包罗两部门 - 同步和异步。变乱循环或主线程占用同步部门，并将异步部门分配给背景线程执行。然后，主线程占用其他请求的同步部门。
例：

[/code] [code]public class EventLoop {
while(true) {
if(Event Queue receives a JavaScript Function Call) {
ClientRequest request = EventQueue.getClientRequest();
If(request requires BlokingIO or takes more computation time)
Assign request to Thread T1
Else
Process and Prepare a response
}
}
}

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节点具有非壅闭 I/O 模型

Node.js 中的主线程将耗时的异步操作分配给背景线程。它不会等待背景线程完成该操作;它占用变乱队列中的下一个操作。
主线程仅处置惩罚每个请求的同步部门。背景线程完成异步使命后，会关照主线程继续执行该操作，以便进一步执行回调代码。因此，在异步操作执行 I/O 时，主线程不会被壅闭。
文件体系模块的示例。以下是制止操作的示例：

[/code] [code]const fs = require('fs');
const data = fs.readFileSync('/file.txt'); // blocks here until file is read
console.log('Node.js Architecture'); // Will execute after the file is read.

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体现非壅闭的上述代码的异步版本：

[/code] [code]const fs = require('fs');
fs.readFile('/file.txt', (err, data) => {
if (err) throw err;
console.log(data);
});
console.log('Node.js Architecture'); // Will execute before the file is read.

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基于变乱，而不是等待 I/O 操作

在背景运行的线程执行一些异步操作，使用变乱关照主线程。异步使命完成后，需要调用关联的回调函数。如果主线程正忙于执行其他请求，那么每当它变得空闲时，主线程就会对背景线程的变乱关照做出反应。它运行回调代码并将相应发送回客户端。

[/code] [code]const fs = require('fs');
fs.readFile('/file.txt', (err, data) => {
if (err) throw err;
console.log(data);
});

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在上面的代码中，读取文件后，会执行关联的回调函数。
Node.js体系布局的组件

让我们逐一看所有组件：

请求：请求由客户端发送以获取某些服务器资源，或由服务器自己发送到其他服务器以从中获取资源。因此，资源可以有两种类型：传入和传出。
节点 js 服务器：它是服务器端或后端平台，用于在定义的各种端点上吸收来自用户的请求。所有请求都由服务器处置惩罚，天生的相应将发送回客户端。服务器不断侦听体系中的指定端口。客户端通过指定服务器的目标 IP 和端口来发送请求。
变乱循环：它是一个有六个阶段的无穷循环。重复所有这六个阶段，直到没有代码可以执行。在这六个阶段中，变乱循环吸收请求，处置惩罚请求，并将这些请求的相应返回给客户端。变乱循环的六个阶段是：
- 定时器
- I/O 回调
- 等待/预备
- I/O 轮询
- setImmediate（）回调
- 关闭变乱

变乱队列：客户端发送的所有请求都存储在变乱队列中。然后，它们将逐个通报到变乱循环。在其他线程上运行的操作的回调也会添加到此中，以便主线程占用它们。
线程池：除了主线程之外，线程池中还管理着其他线程。所有异步进程和非壅闭 I/O 都附加到此中一个线程，因为它们继续在背景执行。
外部资源：这些是服务器为满意客户端请求而必须获取的资源。需要它们来处置惩罚制止请求。例如，计算、数据存储等。

Nodejs Server 的工作流程

使用 Node.js 创建的 Web 服务器的工作流涉及上一节中讨论的所有组件。整个建筑工作如下图所示。

客户端向 Web 服务器发送请求。这些请求可以是壅闭（复杂）或非壅闭（简朴）。请求的目标可能是查询数据、删除数据或更新数据。
检索请求并将其添加到变乱队列中。
然后，请求将逐个从变乱队列通报到变乱循环。
简朴请求由主线程处置惩罚，并将相应发送回客户端。
将复杂请求分配给线程池中的线程。

Node.js应用程序架构的最佳实践

归并发布者-订阅者模型

发布/订阅模型是一种消息通报模式，此中组件发布消息，其他组件订阅消息。如许做是为了关照其他人并将数据发送给他们。因此，这个通讯体系涉及两个组成部门——发布者和订阅者。

消息由发布者通过指定的渠道发送，而订阅者或吸收端对此一无所知。这些频道另一端的订阅者在发布者不知情的情况下收听这些消息。因此，可以使用此数据共享模型连接多个节点。所有订阅者都可以收听一个操作并做出相应。
现在让我们借助一些示例来理解这个概念。如果我们必须向大量用户发送有关某些变乱的关照，那么可能需要快速向客户端发送消息。这是一个巨大的寻衅。当用户数目扩大时，它会变得更大。当用户处于非运动状态时，用户可能会错过这些消息而不相应它们。因此，它落在体系上，以确保客户端在处于运动状态时吸收消息。
pub/sub 模型允许组件的解耦，并且每个组件都绑定依靠于消息署理。发布者发送消息，客户端订阅它们以吸收来自署理的消息。实现署理是为了保存消息并在客户端联机时通报消息。因此，开发人员无需担心其他组件的接口和布局。这也允许体系的可扩展性。
采用分层方法

express.js的使用允许将应用程序的逻辑轻松分发到各种类别中。通过分别关注点，代码质量得到提高，调试变得更加轻易。该设置将应用程序的逻辑与 API 路由分开，以便背景进程不会变得复杂。代码分为三类——业务逻辑、数据库和 API 路由。

控制器层：这是定义 API 路由的地方。请求在此处被解构，并根据请求中的信息完成一些处置惩罚。完成的处置惩罚将被收集并通报到服务层。
服务层：此处定义了与应用程序相关的业务逻辑。使用的类和函数包罗在此层中。遵照面向对象编程的 SOLID 原则。各种路由的处置惩罚逻辑也在这个层中。
数据访问层：此层负责数据库处置惩罚。数据库的所有读取、写入或任何其他操作都由该层处置惩罚。此处定义了 SQL 查询、与数据库的连接、文档模型和其他相关代码。
使用依靠注入

依靠关系注入是软件的一种设计模式，此中软件的依靠关系作为参数传入，而不是包罗它们或在软件内部创建依靠关系。这种技术提高了模块的灵活性、独立性、可伸缩性和可重用性。测试也变得轻易。

让我们举个例子来理解这个概念：

[/code] [code]class PostManager {
constructor(postStore) {
this.posts = [];
this.postStore = postStore;
}
getPosts = () => {
return this.posts;
};
loadPosts = async () => {
let res = await this.postStore.getList();
this.posts = res;
};
}

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在上面的代码示例中，我们只关注管理帖子，而不是如何存储帖子。获取帖子的依靠项在 PostManager 中通报，并且在使用时无需担心依靠项的内部工作。PostManager 类只需要知道如何使用 postStore。
依靠注入提高了代码的可伸缩性和可理解性。该代码也易于测试。
使用第三方解决方案

Node.js有幸拥有支持它的大型开发人员社区。NPM，即 Node 包管理器，是一个包管理器，可用于轻松地在 Node.js 中安装所有第三方模块。NPM 有很多有据可查和维护的框架。使用所有这些使开发变得非常轻易，开发人员可以更专注于逻辑部门。
其他一些也可以提供帮助的Node.js库包罗：

时候（日期和时间）
Nodemon（代码更新时主动重启应用
议程（作业安排）
Winston（日志记载）
咕噜声（主动使命运行程序）

有几个第三方模块可用。但应该巧妙地使用它们。过度使用或依靠这些模块是不好的，因为它可能会影相应用程序的安全性。别的，它们可能会在项目中引入大量依靠项。
应用同一的文件夹布局

我们已经讨论了分层布局。将代码分别为各种模块有助于使调试和测试变得轻易。它还促进了可重用性。
以下是在 Node.js 中设置新应用程序时应遵照的根本文件夹布局：

控制器层是 API 目录，服务层是 Services 目录，数据访问层是 Models 目录。/config 存储情况变量，而 /scripts 存储工作流主动化脚本。/test 目录包罗测试用例，/或订阅者将变乱处置惩罚程序存储在 pub/sub 模式中。
使用线框、格式化程序、样式指南和解释举行干净的编码

Linting 和格式化：查抄代码是否存在 bug、错误和其他错误构造的静态代码分析器称为 linter。它们有助于识别我们代码中的错误和其他有害模式。一些例子是 Jslint 和 Eslint。另一方面，格式化程序确保在项目中遵照一致的样式。更漂亮的代码格式化程序是格式化格式化程序的一个例子。Linters 和格式化程序现在在很多 IDE 中都作为插件提供。
风格指南：风格指南有助于遵照顶级开发人员使用的命名约定和其他编码尺度。此中一些例子是谷歌和Airbnb的风格指南。
添加解释：为了使代码更易于其他人阅读和理解，我们必须在项目标每个部门使用解释。它们告诉其他人您在代码的当前部门使用了什么逻辑。解释也是记载作者、功能和其他目标等具体信息的好方法。
通过单位测试、日志记载和错误处置惩罚来纠正错误

单位测试：如许做是为了查抄一个单位或部门代码的准确性和正确性。这有助于淘汰调试时间和本钱。它有助于验证各个单位是否正确执行其使命。 Jest、Mocha 和 Jasmine 是用于此目标的一些框架。
日志记载和错误处置惩罚：错误是程序中发生的问题或故障。它体现有错误信息和可能的修复。很多编程语言都有内置的日志天生器。这些记载体系在开发过程的每个阶段都是必不可少的。
在Node.js中，最常见的日志记载方式是使用 console.log（）函数在控制台中打印信息。
在日志记载过程中查抄了三个重要的流：

Stdin – 处置惩罚进程的输入（例如键盘或鼠标）
Stdout – 处置惩罚控制台或单独文件的输出
Stderr – 专门处置惩罚错误消息和告诫。

处置惩罚错误也是Node.js应用程序开发的重要组成部门。必须妥善解决回调地狱等问题。应使用会合式错误处置惩罚组件，以避免重复错误。该组件应向管理员发送消息，处置惩罚监督变乱并记载所有内容。必要时应使用 try-catch。
使用设置文件和情况变量

当应用程序被扩展时，就需要每个模块都可以访问的全局变量。我们可以将所有全局变量分隔在 config 文件夹中的一个文件中。所有情况变量都可以保存在 .env 文件中。
API 密钥、数据库暗码和其他此类信息可以通过这种方式存储。它被保存为具有所有情况变量的 .env 文件。

[/code] [code]DB_HOST=localhost
DB_USER=root
DB_PASS=abc@123

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dotenv 包可用于导入所有这些情况变量。如果要举行任何更改，可以在一个地方完成，并将反映在应用程序中。
采用 Gzip 压缩

每当我们必须传输文件时，大文件可能会产生问题。因此，使用文件压缩技术会有所帮助。Gzip 是一种无损压缩机制，可以压缩文件以便快速传输。您可以压缩网页上提供的多媒体文件，以淘汰负载并加速处置惩罚速度。
Express.js有助于轻松实现压缩技术。在Express.js的文档中，建议使用 Gzip 压缩。
结论

Node.js基于单线程变乱循环体系布局。
主线程只处置惩罚每个请求的同步部门，并将异步部门分配给背景线程。
发布/订阅模型是一种消息通报模式，此中组件发布消息，其他组件订阅消息。
分层体系布局为应用程序提供了可靠性。
依靠关系注入是一种软件设计模式，此中软件的依靠关系作为参数传入
将代码分别为各种模块有助于使调试和测试变得轻易。
所有情况变量都可以保存在 .env 文件中。
Gzip 是一种用于压缩文件的无损压缩机制。

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