Node.js是什么？它和JavaScript是什么關(guān)系？
不點(diǎn)藍(lán)字關(guān)注，我們哪來故事？
JavaScript 誕生于 1995 年，幾乎是和互聯(lián)網(wǎng)同時出現(xiàn)；Node.js 誕生于 2009 年，比 JavaScript 晚了 15 年左右。
在 Node.js 之前，JavaScript 只能運(yùn)行在瀏覽器中，作為網(wǎng)頁腳本使用，為網(wǎng)頁添加一些特效，或者和服務(wù)器進(jìn)行通信。有了 Node.js 以后，JavaScript 就可以脫離瀏覽器，像其它編程語言一樣直接在計算機(jī)上使用，想干什么就干什么，再也不受瀏覽器的限制了。
Node.js 不是一門新的編程語言，也不是一個 JavaScript 框架，它是一套 JavaScript 運(yùn)行環(huán)境，用來支持 JavaScript 代碼的執(zhí)行。用編程術(shù)語來講，Node.js 是一個 JavaScript 運(yùn)行時（Runtime）。
圖1：Node.js 圖標(biāo)
現(xiàn)在的 JavaScript 除了用于 Web 前端編程（網(wǎng)頁編程），還能干很多事情，比如：
開發(fā)網(wǎng)站后臺，這原本是 PHP、Java、Python、Ruby 等編程語言擅長的；
開發(fā) GUI 程序，也就是我們常說的帶界面的電腦軟件，比如 QQ、360、迅雷等；
手機(jī) APP，包括 Android APP、iOS APP；
CLI 工具，也就是不帶界面的命令行程序。
你看，學(xué)會了 JavaScript，你不但是全棧工程師，甚至還將無所不能，這都是 Node.js 帶給我們的。
Node.js 官網(wǎng)中文版：https://nodejs.org/zh-cn/
運(yùn)行時是什么？
對于 JavaScript 來說，它在運(yùn)行期間需要依賴以下組件：
1) 解釋器
JavaScript 是一種腳本語言，需要一邊解釋一邊運(yùn)行，用到哪些源代碼就編譯哪些源代碼，整個過程由解釋器完成。沒有解釋器的話，JavaScript 只是一堆純文本文件，不能被計算機(jī)識別。
2) 標(biāo)準(zhǔn)庫
我們在 JavaScript 代碼中會調(diào)用一些內(nèi)置函數(shù)，這些函數(shù)不是我們自己編寫的，而是標(biāo)準(zhǔn)庫自帶的。
3) 本地模塊
所謂本地模塊，就是已經(jīng)被提前編譯好的模塊，它們是二進(jìn)制文件，和可執(zhí)行文件在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上沒有什么區(qū)別，只是不能單獨(dú)運(yùn)行而已。這些本地模塊其實(shí)就是動態(tài)鏈接庫（在 Windows 下是 .dll 文件），如果你使用過C語言、C++ 等編譯型語言，那你應(yīng)該能夠更好地理解它。
JavaScript 的很多功能都需要本地模塊的支持，比如：
Cookie 用于存儲少量的用戶數(shù)據(jù)，它是用戶計算機(jī)上的一種小文件，使用 Cookie 必須有文件操作模塊的支持。
Ajax 可以借助互聯(lián)網(wǎng)從服務(wù)器請求數(shù)據(jù)，這是一種網(wǎng)絡(luò)操作，必須有網(wǎng)絡(luò)庫的支持。
一步一步跟蹤代碼的執(zhí)行流程，從中發(fā)現(xiàn)邏輯錯誤，這個過程叫做調(diào)試，需要有調(diào)試器（Debugger）的支持。
JavaScript 可以操作 HTML，這需要 HTML 解析模塊提前構(gòu)建起 DOM 樹。
本地模塊一般封裝了通用功能，對性能要求較高，所以通常使用編譯型語言來實(shí)現(xiàn)，比如C語言、C++、匯編語言等。
JavaScript 解釋器需要本地模塊的支持，標(biāo)準(zhǔn)庫在編寫時也會調(diào)用本地模塊的接口，而我們編寫的 JavaScript 代碼一般不會直接使用本地模塊，所以 Web 前端程序員觸及不到它們。
本地模塊是幕后英雄，它不顯山露水，但是又不可或缺。
總結(jié)
在 Node.js 之前，JavaScript 運(yùn)行時被綁定在瀏覽器中，作為瀏覽器的各種模塊出現(xiàn)。這意味著，要想運(yùn)行 JavaScript 代碼就必須啟動瀏覽器，JavaScript 逃不出瀏覽器的手掌心，它的功能受到很大的限制，只能作為網(wǎng)頁腳本使用。
Node.js 的誕生
谷歌公司在 Chrome 瀏覽器中集成了一種名為“V8”的 JavaScript 引擎（也即 JavaScript 解釋器），它能夠非?？焖俚亟馕龊蛨?zhí)行 JavaScript 代碼。
V8 引擎使用 C++ 語言編寫，可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以嵌入到任何其它 C++ 程序中。谷歌公司將 V8 引擎甚至整個 Chrome 瀏覽器都開源了，任何人都可以免費(fèi)地將 V8 應(yīng)用到自己的項目中。
V8 引擎的強(qiáng)大，以及當(dāng)年 JavaScript 的火爆，使得一名叫 Ryan Dahl 的程序員動起了“歪心思”，他希望在瀏覽器之外再為 JavaScript 構(gòu)建一個運(yùn)行時，讓 JavaScript 能夠直接在計算機(jī)上運(yùn)行，這樣 JavaScript 就能像 Python、Ruby、PHP 等其它腳本語言一樣大展宏圖，不必再受限于瀏覽器，只能做一些小事情。
Ryan Dahl 和他的團(tuán)隊真的做到了，并且做得很好，他們將這套獨(dú)立的 JavaScript 運(yùn)行時命名為 Node.js；為了避免被誤認(rèn)為是 JavaScript 框架，現(xiàn)在也經(jīng)常簡稱為 Node。
圖2：V8 引擎圖標(biāo)
V8 引擎官網(wǎng)：https://v8.dev/
Node.js 的組成
1) V8 引擎
V8 引擎就是 JavaScript 解釋器，它負(fù)責(zé)解析和執(zhí)行 JavaScript 代碼。
V8 引擎借鑒了 Java 虛擬機(jī)和 C++ 編譯器的眾多技術(shù)，它將 JavaScript 代碼直接編譯成原生機(jī)器碼，并且使用了緩存機(jī)制來提高性能，這使得 JavaScript 的運(yùn)行速度可以媲美二進(jìn)制程序。
2) 本地模塊
Node.js 集成了眾多高性能的開源庫，它們使用 C/C++ 語言實(shí)現(xiàn)，比如：
| 模塊 | 說明 |
|---|---|
| libuv | 一個跨平臺的、基于事件驅(qū)動的異步 I/O 庫。但是 libuv 不僅限于 I/O，它還提供了進(jìn)程管理、線程池、信號處理、定時器等其它功能。 Linux 中一切皆文件，這里的 I/O 不僅僅包括文件讀寫，還包括數(shù)據(jù)庫讀寫、網(wǎng)絡(luò)通信（socket）等。 |
| nmp | Node.js 包管理器，可以下載包、安裝包、卸載包、更新包、上傳包等。 |
| http_parser | 一款由C語言編寫的輕量級 HTTP 解析器，用以支持 Web 應(yīng)用開發(fā)。 |
| zlib | 工業(yè)級的數(shù)據(jù)壓縮/解壓模塊，Nodejs 借助 zlib 來創(chuàng)建同步、異步或者流式的壓縮/解壓接口。 |
| OpenSSL | 該模塊提供了經(jīng)過嚴(yán)密測試的許多加密/解密功能，現(xiàn)代 Web 依賴這些功能來實(shí)現(xiàn)安全性，比如 SSL 協(xié)議和 https 協(xié)議。 |
| c-ares | 異步 DNS 查詢和解析庫。 |
Node.js 直接在計算機(jī)上運(yùn)行 JavaScript 代碼，并且要賦予 JavaScript 強(qiáng)大的能力，所以它的本地模塊和瀏覽器中的運(yùn)行時有很多大區(qū)別，甚至說幾乎沒有什么關(guān)聯(lián)。Node.js 幾乎完全拋棄了瀏覽器，自己從頭構(gòu)建了一套全新的 JavaScript 運(yùn)行時。
3) 標(biāo)準(zhǔn)庫
本地模塊使用 C/C++ 編寫，而 Node.js 面向 JavaScript 開發(fā)人員，所以必須要封裝本地模塊的 C/C++ 接口，提供一套優(yōu)雅的 JavaScript 接口給開發(fā)人員，并且要保持接口在不同平臺（操作系統(tǒng)）上的一致性。
這套 JavaScript 接口，就是 Node.js 標(biāo)準(zhǔn)庫。標(biāo)準(zhǔn)庫是否優(yōu)雅和強(qiáng)大，決定了 Node.js 的易用性，直接影響 Node.js 的市場表現(xiàn)。
總結(jié)
V8 引擎和眾多本地模塊都是現(xiàn)成的，別人已經(jīng)造好了輪子，Node.js 的主要工作就是選擇合適的模塊，將它們集成在一起，并編寫好 JavaScript 接口。
當(dāng)然，并不是所有的本地模塊都能找到合適的，Node.js 也自己編寫了幾個模塊，典型的代表就是 Libuv。Libuv 是 Node.js 最核心最基礎(chǔ)的模塊，Node.js 完全基于 Libuv 而構(gòu)建。
你可能聽說過 Node.js 采用了基于事件的、單線程的異步 I/O 架構(gòu)，這是 Node.js 最大的特點(diǎn)，也是它和其它腳本語言最大的區(qū)別，Node.js 的這種能力就是依賴 Libuv 實(shí)現(xiàn)的。
Libuv 如此強(qiáng)大，官方?jīng)Q定將它從 Node.js 中剝離出來，作為一個單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)庫發(fā)布，并且開源免費(fèi)?，F(xiàn)在的 Libuv 已經(jīng)變得非常流行，和傳統(tǒng)的 Libevent 和 libev 庫并稱為“C/C++ 三大網(wǎng)絡(luò)庫”。
Node.js 之所以大名鼎鼎，主要是因?yàn)樗捎昧?V8 引擎和 Libuv 庫：V8 引擎保證了 Node.js 運(yùn)行高效，Libuv 庫提供了基于事件循環(huán)的異步 I/O 能力。
圖3：Libuv 圖標(biāo)
Libuv 官網(wǎng)：http://libuv.org/
總結(jié)
最后我們來匯總一下 JavaScript 和 Node.js 的歷史：
Netscape 瀏覽器衍生出了 JavaScript 腳本，賦予網(wǎng)頁編程能力；
Chrome 瀏覽器衍生了 V8 引擎，提高了 JavaScript 性能；
V8 引擎構(gòu)建了 Node.js，拓展了 JavaScript 的編程能力；
Node.js 衍生了 Libuv 庫，給網(wǎng)絡(luò)開發(fā)增加了一款優(yōu)秀的工具。
本文于?2021-09-22 發(fā)布于C語言中文網(wǎng)
END
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