（非原创，转多方文章整合）
简介
如果您听说过 Node，或者阅读过一些文章，宣称 Node 是多么多么的棒，那么您可能会想：“Node 究竟是什么东西？”尽管不是针对所有人的，但 Node 可能是某些人的正确选择。
为试图解释什么是 Node.js，本文探究了它能解决的问题，它如何工作，如何运行一个简单应用程序，最后，Node 何时是和何时不是一个好的解决方案。本文不涉及如何编写一个复杂的 Node 应用程序，也不是一份全面的 Node 教程。阅读本文应该有助于您决定是否应该学习 Node，以便将其用于您的业务。
Node 旨在解决什么问题？
Node 公开宣称的目标是 “旨在提供一种简单的构建可伸缩网络程序的方法”。当前的服务器程序有什么问题？我们来做个数学题。在 Java™ 和 PHP 这类语言中，每个连接都会生成一个新线程，每个新线程可能需要 2 MB 配套内存。在一个拥有 8 GB RAM 的系统上，理论上最大的并发连接数量是 4,000 个用户。随着您的客户端基础的增长，您希望您的 web 应用程序支持更多用户，这样，您必须添加更多服务器。当然，这会增加业务成本，尤其是服务器成本、运输成本和人工成本。除这些成本上升外，还有一个技术问题：用户可能针对每个请求使用不同的服务器，因此，任何共享资源都必须在所有服务器之间共享。例如，在 Java 中，静态变量和缓存需要在每个服务器上的 JVMs 之间共享。这就是整个 web 应用程序架构中的瓶颈：一个服务器能够处理的并发连接的最大数量。
Node 解决这个问题的方法是：更改连接连接到服务器的方式。每个连接都创建一个进程，该进程不需要配套内存块，而不是为每个连接生成一个新的 OS 线程（并向其分配一些配套内存）。Node 声称它绝不会死锁，因为它根本不允许使用锁，它不会直接阻塞 I/O 调用。Node 还宣称，运行它的服务器能支持数万个并发连接。事实上，Node 通过将整个系统中的瓶颈从最大连接数量更改到单个系统的流量来改变服务器面貌。
现在您有了一个能处理数万条并发连接的程序，那么您能通过 Node 实际构建什么呢？如果您有一个 web 应用程序需要处理这么多连接，那将是一件很 “恐怖” 的事！那是一种 “如果您有这个问题，那么它根本不是问题” 的问题。在回答上面的问题之前，我们先看看 Node 如何工作以及它被设计的如何运行。
Node 肯定不是什么
没错，Node 是一个服务器程序。但是，它肯定不 像 Apache 或 Tomcat。那些服务器是独立服务器产品，可以立即安装并部署应用程序。通过这些产品，您可以在一分钟内启动并运行一个服务器。Node 肯定不是这种产品。Apache 能添加一个 PHP 模块来允许开发人员创建动态 web 页，使用 Tomcat 的程序员能部署 JSPs 来创建动态 web 页。Node 肯定不是这种类型。
在 Node 的早期阶段（当前是 version 0.4.6），它还不是一个 “运行就绪” 的服务器程序，您还不能安装它，向其中放置文件，拥有一个功能齐全的 web 服务器。即使是要实现 web 服务器在安装完成后启动并运行这个基本功能，也还需要做大量工作。
Node 如何工作
Node 本身运行 V8 JavaScript。等等，服务器上的 JavaScript？没错，您没有看错。服务器端 JavaScript 是一个相对较新的概念，这个概念是大约两年前在 developerWorks 上讨论 Aptana Jaxer 产品时提到的（参见 参考资料）。尽管 Jaxer 一直没有真正流行，但这个理念本身并不是遥不可及的 — 为何不能在服务器上使用客户机上使用的编程语言？
什么使 V8？V8 JavaScript 引擎是 Google 用于他们的 Chrome 浏览器的底层 JavaScript 引擎。很少有人考虑 JavaScript 在客户机上实际做了些什么？实际上，JavaScript 引擎负责解释并执行代码。使用 V8，Google 创建了一个以 C++ 编写的超快解释器，该解释器拥有另一个独特特征；您可以下载该引擎并将其嵌入任何 应用程序。它不仅限于在一个浏览器中运行。因此，Node 实际上使用 Google 编写的 V8 JavaScript 引擎并将其重建为在服务器上使用。太完美了！既然已经有一个不错的解决方案可用，为何还要创建一种新语言呢？
事件驱动编程
许多程序员接受的教育使他们认为，面向对象编程是完美的编程设计，而对其他编程方法不屑一顾。Node 使用一个所谓的事件驱动编程模型。
清单 1. 客户端上使用 jQuery 的事件驱动编程
// jQuery code on the client-side showing how Event-Driven programming works
// When a button is pressed, an Event occurs - deal with it
// directly right here in an anonymous function, where all the
// necessary variables are present and can be referenced directly
$("#myButton").click(function(){
if ($("#myTextField").val() != $(this).val())
alert("Field must match button text");
});
<span class="Apple-style-span" style="font-family: Georgia, 'Times New Roman', 'Bitstream Charter', Times, serif; font-size: 13px; line-height: 19px; white-space: normal;">实际上，服务器端和客户端没有任何区别。没错，这没有按钮点击操作，也没有向文本字段键入的操作，但在一个更高的层面上，事件正在 发生。一个连接被建立 — 事件！数据通过连接接收 — 事件！数据通过连接停止 — 事件！</span>为什么这种设置类型对 Node 很理想？JavaScript 是一种很棒的事件驱动编程语言，因为它允许匿名函数和闭包，更重要的是，任何写过代码的人都熟悉它的语法。事件发生时调用的回调函数可以在捕获事件处编写。这样，代码容易编写和维护，没有复杂的面向对象框架，没有接口，没有在上面架构任何内容的潜能。只需监听事件，编写一个回调函数，然后，事件驱动编程将照管好一切！
示例 Node 应用程序
最后，我们来看一些代码！让我们将讨论过的所有内容综合起来，创建我们的第一个 Node 应用程序。由于我们已经知道，Node 对于处理高流量应用程序很理想，我们就来创建一个非常简单的 web 应用程序 — 一个为实现最大速度而构建的应用程序。下面是 “老板” 交代的关于我们的样例应用程序的具体要求：创建一个随机数字生成器 RESTful API。这个应用程序应该接受一个输入：一个名为 “number” 的参数。然后，应用程序返回一个介于 0 和该参数之间的随机数字，并将生成的数字返回调用者。由于 “老板” 希望它成为一个广泛流行的应用程序，因此它应该能处理 50,000 个并发用户。我们来看看代码：
清单 2. Node 随机数字生成器
// these modules need to be imported in order to use them.
// Node has several modules. They are like any #include
// or import statement in other languages
var http = require("http");
var url = require("url");
// The most important line in any Node file. This function
// does the actual process of creating the server. Technically,
// Node tells the underlying operating system that whenever a
// connection is made, this particular callback function should be
// executed. Since we're creating a web service with REST API,
// we want an HTTP server, which requires the http variable
// we created in the lines above.
// Finally, you can see that the callback method receives a 'request'
// and 'response' object automatically. This should be familiar
// to any PHP or Java programmer.
http.createServer(function(request, response) {
// The response needs to handle all the headers, and the return codes
// These types of things are handled automatically in server programs
// like Apache and Tomcat, but Node requires everything to be done yourself
response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
// Here is some unique-looking code. This is how Node retrives
// parameters passed in from client requests. The url module
// handles all these functions. The parse function
// deconstructs the URL, and places the query key-values in the
// query object. We can find the value for the "number" key
// by referencing it directly - the beauty of JavaScript.
var params = url.parse(request.url, true).query;
var input = params.number;
// These are the generic JavaScript methods that will create
// our random number that gets passed back to the caller
var numInput = new Number(input);
var numOutput = new Number(Math.random() * numInput).toFixed(0);
// Write the random number to response
response.write(numOutput);
// Node requires us to explicitly end this connection. This is because
// Node allows you to keep a connection open and pass data back and forth,
// though that advanced topic isn't discussed in this article.
response.end();
// When we create the server, we have to explicitly connect the HTTP server to
// a port. Standard HTTP port is 80, so we'll connect it to that one.
}).listen(80);
// Output a String to the console once the server starts up, letting us know everything
// starts up correctly
console.log("Random Number Generator Running...");
将上面的代码放到一个名为 “random.js” 的文件中。现在，要启动这个应用程序并运行它（进而创建 HTTP 服务器并监听端口 80 上的连接），只需在您的命令提示中输入以下命令：% node random.js。下面是服务器已经启动并运行时它看起来的样子：
root@ubuntu:/home/moila/ws/mike# node random.js
Random Number Generator Running...
访问应用程序
应用程序已经启动并运行。Node 正在监听任何连接，我们来测试一下。由于我们创建了一个简单的 RESTful API，我们可以使用我们的 web 浏览器来访问这个应用程序。键入以下地址（确保您完成了上面的步骤）：http://localhost/?number=27。
您的浏览器窗口将更改到一个介于 0 到 27 之间的随机数字。单击浏览器上的 “重新载入” 按钮，将得到另一个随机数字。就是这样，这就是您的第一个 Node 应用程序！
Node 对什么有好处？
到此为止，应该能够回答 “Node 是什么” 这个问题了，但您可能还不清楚什么时候应该使用它。这是一个需要提出的重要问题，因为 Node 对有一些东西有好处，但相反，对另一些东西而言，目前 Node 可能不是一个好的解决方案。您需要小心决定何时使用 Node，因为在错误的情况下使用它可能会导致一个多余编码的 LOT。
它对什么有好处？
正如您此前所看到的，Node 非常适合以下情况：您预计可能有很高的流量，而在响应客户端之前服务器端逻辑和处理所需不一定是巨大的。Node 表现出众的典型示例包括：
• RESTful API
提供 RESTful API 的 web 服务接收几个参数，解析它们，组合一个响应，并返回一个响应（通常是较少的文本）给用户。这是适合 Node 的理想情况，因为您可以构建它来处理数万条连接。它还不需要大量逻辑；它只是从一个数据库查找一些值并组合一个响应。由于响应是少量文本，入站请求时少量文本，因此流量不高，一台机器甚至也可以处理最繁忙的公司的 API 需求。
• Twitter 队列
想像一下像 Twitter 这样的公司，它必须接收 tweets 并将其写入一个数据库。实际上，每秒几乎有数千条 tweets 达到，数据库不可能及时处理高峰时段需要的写入数量。Node 成为这个问题的解决方案的重要一环。如您所见，Node 能处理数万条入站 tweets。它能迅速轻松地将它们写入一个内存排队机制（例如 memcached），另一个单独进程可以从那里将它们写入数据库。Node 在这里的角色是迅速收集 tweet 并将这个信息传递给另一个负责写入的进程。想象一下另一种设计 — 一个常规 PHP 服务器自己试图处理对数据库的写入 — 每个 tweet 将在写入数据库时导致一个短暂的延迟，这是因为数据库调用正在阻塞通道。由于数据库延迟，一台这样设计的机器每秒可能只能处理 2000 条入站 tweets。每秒 100 万条 tweets 需要 500 个服务器。相反，Node 能处理每个连接而不会阻塞通道，从而能捕获尽可能多的 tweets。一个能处理 50,000 条 tweets 的 Node 机器只需要 20 个服务器。
• 映像文件服务器
一个拥有大型分布式网站的公司（比如 Facebook 或 Flickr）可能会决定将所有机器只用于服务映像。Node 将是这个问题的一个不错的解决方案，因为该公司能使用它编写一个简单的文件检索器，然后处理数万条连接。Node 将查找映像文件，返回文件或一个 404 错误，然后什么也不用做。这种设置将允许这类分布式网站减少它们服务映像、.js 和 .css 文件等静态文件所需的服务器数量。
它对什么有坏处？
当然，在某些情况下，Node 并非理想选择。下面是 Node 不擅长的领域：
• 动态创建的页
目前，Node 没有提供一种默认方法来创建动态页。例如，使用 JavaServer Pages (JSP) 技术时，可以创建一个在这样的 JSP 代码段中包含循环的 index.jsp 页。Node 不支持这类动态的、HTML 驱动的页面。同样，Node 不太适合作为 Apache 和 Tomcat 这样的网页服务器。因此，如果您想在 Node 中提供这样一个服务器端解决方案，必须自己编写整个解决方案。PHP 程序员不想在每次部署 web 应用程序时都编写一个针对 Apache 的 PHP 转换器，当目前为止，这正是 Node 要求您做的。
• 关系数据库重型应用程序
Node 的目的是快速、异步和非阻塞。数据库并不一定分享这些目标。它们是同步和阻塞的，因为读写时对数据库的调用在结果生成之前将一直阻塞通道。因此，一个每个请求都需要大量数据库调用、大量读取、大量写入的 web 应用程序非常不适合 Node，这是因为关系数据库本身就能抵销 Node 的众多优势。（新的 NoSQL 数据库更适合 Node，不过那完全是另一个主题了。）
结束语
问题是 “什么是 Node.js?” 应该已经得到解答。阅读本文之后，您应该能通过几个清晰简洁的句子回答这个问题。如果这样，那么您已经走到了许多编码员和程序员的前面。我和许多人都谈论过 Node，但它们对 Node 究竟是什么一直很迷惑。可以理解，他们具有的是 Apache 的思维方式 — 服务器是一个应用程序，将 HTML 文件放入其中，一切就会正常运转。而 Node 是目的驱动的。它是一个软件程序，使用 JavaScript 来允许程序员轻松快速地创建快速、可伸缩的 web 服务器。Apache 是运行就绪的，而 Node 是编码就绪的。
Node 完成了它提供高度可伸缩服务器的目标。它并不分配一个 “每个连接一个线程” 模型，而是使用一个 “每个连接一个流程” 模型，只创建每个连接需要的内存。它使用 Google 的一个非常快速的 JavaScript 引擎：V8 引擎。它使用一个事件驱动设计来保持代码最小且易于阅读。所有这些因素促成了 Node 的理想目标 — 编写一个高度可伸缩的解决方案变得比较容易。
与理解 Node 是 什么同样重要的是，理解它不是 什么。Node 并不是 Apache 的一个替代品，后者旨在使 PHP web 应用程序更容易伸缩。事实确实如此。在 Node 的这个初始阶段，大量程序员使用它的可能性不大，但在它能发挥作用的场景中，它的表现非常好。
Node.js is the New Black
如果你去年注意过技术方面的新闻，我敢说你至少看到node.js不下一两次。那么问题来了“node.js是什么？”。有些人没准会告诉你“这是一种通过JavaScript语言开发web服务端的东西”。如果这种晦涩解释还没把你搞晕，你没准会接着问：“为什么我们要用node.js？”，别人一般会告诉你：node.js有非阻塞，事件驱动I/O等特性，从而让高并发（high concurrency）在的轮询（Polling）和comet构建的应用中成为可能。
当你看完这些解释觉得跟看天书一样的时候，你估计也懒得继续问了。不过没事。我这篇文章就是在避开高端术语的同时，帮助你你理解node.js的。
浏览器给网站发请求的过程一直没怎么变过。当浏览器给网站发了请求。服务器收到了请求，然后开始搜寻被请求的资源。如果有需要，服务器还会查询一下数据库，最后把响应结果传回浏览器。不过，在传统的web服务器中（比如Apache），每一个请求都会让服务器创建一个新的进程来处理这个请求。
后来有了Ajax。有了Ajax，我们就不用每次都请求一个完整的新页面了，取而代之的是，每次只请求需要的部分页面信息就可以了。这显然是一个进步。但是比如你要建一个FriendFeed这样的社交网站（类似人人网那样的刷朋友新鲜事的网站），你的好友会随时的推送新的状态，然后你的新鲜事会实时自动刷新。要达成这个需求，我们需要让用户一直与服务器保持一个有效连接。目前最简单的实现方法，就是让用户和服务器之间保持长轮询（long polling）。
HTTP请求不是持续的连接，你请求一次，服务器响应一次，然后就完了。长轮训是一种利用HTTP模拟持续连接的技巧。具体来说，只要页面载入了，不管你需不需要服务器给你响应信息，你都会给服务器发一个Ajax请求。这个请求不同于一般的Ajax请求，服务器不会直接给你返回信息，而是它要等着，直到服务器觉得该给你发信息了，它才会响应。比如，你的好友发了一条新鲜事，服务器就会把这个新鲜事当做响应发给你的浏览器，然后你的浏览器就刷新页面了。浏览器收到响应刷新完之后，再发送一条新的请求给服务器，这个请求依然不会立即被响应。于是就开始重复以上步骤。利用这个方法，可以让浏览器始终保持等待响应的状态。虽然以上过程依然只有非持续的Http参与，但是我们模拟出了一个看似持续的连接状态
我们再看传统的服务器（比如Apache）。每次一个新用户连到你的网站上，你的服务器就得开一个连接。每个连接都需要占一个进程，这些进程大部分时间都是闲着的（比如等着你好友发新鲜事，等好友发完才给用户响应信息。或者等着数据库返回查询结果什么的）。虽然这些进程闲着，但是照样占用内存。这意味着，如果用户连接数的增长到一定规模，你服务器没准就要耗光内存直接瘫了。
这种情况怎么解决？解决方法就是刚才上边说的：非阻塞和事件驱动。这些概念在我们谈的这个情景里面其实没那么难理解。你把非阻塞的服务器想象成一个loop循环，这个loop会一直跑下去。一个新请求来了，这个loop就接了这个请求，把这个请求传给其他的进程（比如传给一个搞数据库查询的进程），然后响应一个回调（callback）。完事了这loop就接着跑，接其他的请求。这样下来。服务器就不会像之前那样傻等着数据库返回结果了。
如果数据库把结果返回来了，loop就把结果传回用户的浏览器，接着继续跑。在这种方式下，你的服务器的进程就不会闲着等着。从而在理论上说，同一时刻的数据库查询数量，以及用户的请求数量就没有限制了。服务器只在用户那边有事件发生的时候才响应，这就是事件驱动。
FriendFeed是用基于Python的非阻塞框架Tornado (知乎也用了这个框架) 来实现上面说的新鲜事功能的。不过，Node.js就比前者更妙了。Node.js的应用是通过javascript开发的，然后直接在Google的变态V8引擎上跑。用了Node.js，你就不用担心用户端的请求会在服务器里跑了一段能够造成阻塞的代码了。因为javascript本身就是事件驱动的脚本语言。你回想一下，在给前端写javascript的时候，更多时候你都是在搞事件处理和回调函数。javascript本身就是给事件处理量身定制的语言。
Node.js还是处于初期阶段。如果你想开发一个基于Node.js的应用，你应该会需要写一些很底层代码。但是下一代浏览器很快就要采用WebSocket技术了，从而长轮询也会消失。在Web开发里，Node.js这种类型的技术只会变得越来越重要。