Node.js — это кроссплатформенная среда выполнения JavaScript, основанная на движке V8 от Google Chrome. Она позволяет запускать JavaScript на стороне сервера.
Ключевые компоненты работы:
- Движок V8: Интерпретирует и компилирует JavaScript-код. V8 написан на C++ и преобразует JS в машинный код для более быстрого выполнения.
- Цикл событий (Event Loop): Основной поток Node.js, который обрабатывает асинхронные операции. Он работает в одном (!) потоке, что делает Node.js неблокирующим.
- Библиотека libuv: Предоставляет кроссплатформенную абстракцию для выполнения асинхронных операций ввода/вывода (файловые операции, сетевые запросы и т.д.). libuv управляет пулом потоков для выполнения этих операций, не блокируя основной поток.
- Неблокирующий ввод/вывод: Node.js по умолчанию использует неблокирующий ввод/вывод. Когда Node.js инициирует операцию ввода/вывода, он не ждет ее завершения, а переходит к обработке следующих запросов. Когда операция завершается, срабатывает callback-функция.
Как это работает в целом:
Когда Node.js получает запрос, он передает его обработчику. Если обработчик требует выполнения блокирующей операции (например, чтения из файла), Node.js не ждет эту операцию в основном потоке. Он просто отсылает запрос на выполнение этой операции в libuv, а сам продолжает обрабатывать другие запросы. Как только операция ввода/вывода завершена, libuv уведомляет цикл событий, который затем выполняет callback-функцию, связанную с этой операцией.
Пример асинхронного чтения файла:
javascript
Преимущества такого подхода:
- Масштабируемость: Благодаря неблокирующему вводу/выводу, Node.js может обрабатывать большое количество параллельных запросов с меньшими ресурсами по сравнению с традиционными многопоточными моделями.
- Производительность: Движок V8 быстро компилирует JS, а асинхронная модель минимизирует время простоя.
Недостатки:
- Интенсивные CPU-операции: Блокирующие операции, интенсивно использующие CPU (например, сложные вычисления), могут блокировать цикл событий и снижать производительность приложения. Для таких задач используются worker threads.
Node.js эффективен для построения быстрых и масштабируемых сетевых приложений, API, сервисов реального времени (например, чатов) благодаря его асинхронной, событийно-ориентированной архитектуре.