Node.js 是 JavaScript 运行时环境

Node.js® is an open-source, cross-platform JavaScript runtime environment.引用来源：Node.js

Node.js 并不是一种语言而是一个平台，是 JavaScript 的运行时环境(runtime environment)/宿主环境(host environment)。

讨论 Node.js 就不得不提到 Chrome V8 引擎。09年，谷歌开始研发 Chrome 浏览器，这也是现今使用最为广泛的浏览器，由 Lars Bak 领导开发的 Chrome V8 引擎也相应问世，JavaScript 就此展开了一场性能革命，Node.js 就是基于 Chrome V8 引擎构建的。随后，Node.js 的作者 Ryan Dahl 还构建了 Deno。

如今，JavaScript 的层级架构也基本趋于稳定，如图：

JavaScript 架构图 图片来源：掘金小册

  • 最下面的层级是脚本语言规范(Spec)，ECMAScript。
  • 再往上一层是语言实现，JavaScript、JScript、ActionScript 等都是对 ECMAScript 的语言实现。
  • 到了引擎层面，除了上文提到的 Chrome V8 外，还有 SpiderMonkey、QuickJS、JerryScript 等常见引擎。
  • 最上面是运行时环境，基于 Chrome V8 封装的运行时环境有 Node.js、Chromium、Deno、CloudFlare Workers，Firefox 是基于 SpiderMonkey 封装的运行时环境。

基本架构

Node.js 架构图 图片来源：medium.com

Node.js 是运行在操作系统之上的，底层由 Chrome V8 引擎和一些 C/C++ 写的库构成，比如 libUv、c-ares、llhttp/http-parser、open-ssl、zlib等。其中，libUV 负责处理事件循环，c-ares、llhttp/http-parser、open-ssl、zlib 等库提供 DNS 解析、HTTP 协议、HTTPS 和文件压缩等功能。

中间层由 Node.js Bindings、Node.js Standard Library 和 C/C++ AddOns 构成。Node.js Bindings 层的作用是将底层那些用 C/C++ 写的库接口暴露给 JS 环境，而 Node.js Standard Library 是 Node.js 本身的核心模块。至于 C/C++ AddOns，它可以让用户自己的 C/C++ 模块通过桥接的方式提供给Node.js。

再上一层是 Node.js 的 API 层，我们使用 Node.js 开发应用，主要使用的就是 API 层，Node.js 应用最终运行在 API 层之上。

使用场景

  • 服务端

    Node.js 提供了基于事件驱动和非阻塞的接口，可用于编写高并发状态下的程序，而且 JavaScript 的匿名函数、闭包、回调函数等特性就是为事件驱动而设计的。

    Node.js 一些内置模块如 http、net、fs，就是为服务端设计的。无论是 HTTP，还是 TCP、UDP，又或是 RPC 服务，Node.js 都可以胜任。

  • 桌面端

    Electron.js，由OpenJS基金会开发和维护的自由开源软件框架。该框架旨在使用Chromium浏览器引擎版本和使用Node.js运行时环境的后端渲染的网络技术创建桌面应用程序。

    Visual Studio Code、1Password、钉钉等软件，都是基于 Electron 开发的。

  • 端游

    除了通过 WebGL 在浏览器里写前端页面上的游戏、通过 Electron 封装成看起来像端游的游戏外，JavaScript 还能通过 Node.js 的 binding 去使用 OpenGL 甚至 DirectX 去写货真价实的桌面游戏。

  • 机器学习

    pipcook

Node.js 最早被设想为一种用于构建服务端应用的技术，但作为运行在操作系统中的 JavaScript 运行时环境，它已经成为了一个平台，可适配领域涵盖了泛前端和后端，传统服务和 Serverless，工具、商业、游戏等等。