寫在前面

不知不覺的，寫Node.js已經(jīng)一年了。不同于最開始的demo、本地工具等，這一年里，都是用Node.js寫的線上業(yè)務(wù)。從一開始的Node.js同構(gòu)直出，到最近的Node接入層，也算是對Node開發(fā)入門了吧。目前，我一個人維護(hù)了大部分組內(nèi)流傳下來的Node服務(wù)，包括內(nèi)部系統(tǒng)和線上服務(wù)。新增的后臺服務(wù)，也是盡可能地使用Node進(jìn)行開發(fā)。本文是一下自己最近的一些小小的總結(jié)和思考。

本文不會深入講解Node.js本身的特性，架構(gòu)等等。我也沒有寫過Node擴(kuò)展或者庫什么的，對Node.js的了解也并不夠深入。

為何用Node

對于我來說，對于團(tuán)隊來說，適用Node的原因其實很簡單：開發(fā)起來快。熟悉JS的前端同學(xué)可以很快上手，節(jié)省成本。選一個http server庫起一個server，選擇合適的中間件，匹配好請求路由，看情況合理使用ORM庫鏈接數(shù)據(jù)庫、增刪改查即可。

Node的適用場景

Node.js 使用了一個事件驅(qū)動、非阻塞式 I/O 的模型，使其輕量又高效。這種模型使得Node.js 可以避免了由于需要等待輸入或者輸出（數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)、Web服務(wù)器...）響應(yīng)而造成的 CPU 時間損失。所以，Node.js適合運用在高并發(fā)、I/O密集、少量業(yè)務(wù)邏輯的場景。

對應(yīng)到平時具體的業(yè)務(wù)上，如果是內(nèi)部的系統(tǒng)，大部分僅僅就是需要對某個數(shù)據(jù)庫進(jìn)行增刪改查，那么Server端直接就是Node.js一把梭。

對于線上業(yè)務(wù)，如果流量不大，并且業(yè)務(wù)邏輯簡單的情況下，Server端也可以完全使用Node.js。對于流量巨大，復(fù)雜度高的項目，一般用Node.js作為接入層，后臺同學(xué)負(fù)責(zé)實現(xiàn)服務(wù)。如下圖：

同樣是寫JS，Node.js開發(fā)和頁面開發(fā)有什么區(qū)別

在瀏覽器端開發(fā)頁面，是和用戶打交道、重交互，瀏覽器還提供了各種Web Api供我們使用。Node.js主要面向數(shù)據(jù)，收到請求后，返回具體的數(shù)據(jù)。這是兩者在業(yè)務(wù)路徑上的區(qū)別。而真正的區(qū)別其實是在于業(yè)務(wù)模型上（業(yè)務(wù)模型，這是我自己瞎想的一個詞）。直接用圖表示吧。

開發(fā)頁面時，每一個用戶的瀏覽器上都有一份JS代碼。如果代碼在某種情況下崩了，只會對當(dāng)前用戶產(chǎn)生影響，并不會影響其他用戶，用戶刷新一下即可恢復(fù)。而在Node.js中，在不開啟多進(jìn)程的情況下，所有用戶的請求，都會走進(jìn)同一份JS代碼，并且只有一個線程在執(zhí)行這份JS代碼。如果某個用戶的請求，導(dǎo)致發(fā)生錯誤，Node.js進(jìn)程掛掉，server端直接就掛了。盡管可能有進(jìn)程守護(hù)，掛掉的進(jìn)程會被重啟，但是在用戶請求量大的情況下，錯誤會被頻繁觸發(fā)，可能就會出現(xiàn)server端不停掛掉，不停重啟的情況，對用戶體驗造成影響。

以上，可能是Node.js開發(fā)和前端JS開發(fā)最大的區(qū)別。

Node.js開發(fā)時的注意事項

用戶在訪問Node.js服務(wù)時，如果某一個請求卡住了，服務(wù)遲遲不能返回結(jié)果，或者說邏輯出錯，導(dǎo)致服務(wù)掛掉，都會帶來大規(guī)模的體驗問題。server端的目標(biāo)，就是要 快速、可靠 地返回數(shù)據(jù)。

• 緩存

由于Node.js不擅長處理復(fù)雜邏輯（JavaScript本身執(zhí)行效率較低），如果要用Node.js做接入層，應(yīng)該避免復(fù)雜的邏輯。想要快速處理數(shù)據(jù)并返回，一個至關(guān)重要的點：使用緩存。

例如，使用Node做React同構(gòu)直出，renderToString這個Api，可以說是比較重的邏輯了。如果頁面的復(fù)雜度高，每次請求都完整執(zhí)行renderToString，會長時間占用線程來執(zhí)行代碼，增加響應(yīng)時間，降低服務(wù)的吞吐量。這個時候，緩存就十分重要了。

實現(xiàn)緩存的主要方式：內(nèi)存緩存。可以使用Map，WeakMap，WeakRef等實現(xiàn)。參考以下簡單的示例代碼： 

const cache = new Map();  
router.get('/getContent', async (req, res) => {  
  const id = req.query.id; 
   // 命中緩存  
  if(cache.get(id)) {  
    return res.send(cache.get(id));  
  }  
   // 請求數(shù)據(jù)  
  const rsp = await rpc.get(id);  
     // 經(jīng)過一頓復(fù)雜的操作，處理數(shù)據(jù)  
  const content = process(rsp);  
  // 設(shè)置緩存  
  cache.set(id, content); 
   return res.send(content);  
}); 

使用緩存時，有一個很重要的問題是：內(nèi)存緩存如何更新。一種最簡單的方法，開一個定時器，定期刪除緩存，下一次請求到來時，重新設(shè)置緩存即可。在上述代碼中，增加如下代碼： 

setTimeout(function() {  
  cache.clear();  
}, 1000 * 60); // 1分鐘刪除一次緩存 

如果server端完全使用Node實現(xiàn)，需要用Node端直接連接數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)時效性要求不太高、且流量不太大的情況下，就可以使用上述類似的模型，如下圖。這樣可以降低數(shù)據(jù)庫的壓力且加快Node的響應(yīng)速度。

另外，還需要注意內(nèi)存緩存的大小。如果一直往緩存里寫入新數(shù)據(jù)，那么內(nèi)存會越來越大，最終爆掉。可以考慮使用LRU（Least Recently Used）算法來做緩存。開辟一塊內(nèi)存專門作為緩存區(qū)域。當(dāng)緩存大小達(dá)到上限時，淘汰最久未使用的緩存。

內(nèi)存緩存會隨著進(jìn)程的重啟而全部失效。

當(dāng)后臺業(yè)務(wù)比較復(fù)雜，接入層流量，數(shù)據(jù)量較大時，可以使用如下的架構(gòu)，使用獨立的內(nèi)存緩存服務(wù)。Node接入層直接從緩存服務(wù)取數(shù)據(jù)，后臺服務(wù)直接更新緩存服務(wù)。

當(dāng)然，上圖中的架構(gòu)是最簡單的情形，現(xiàn)實中還需要考慮分布式緩存、緩存一致性的問題。這又是另外一個話題了。

• 錯誤處理

由于Node.js語言的特性，Node服務(wù)是比較容易出錯的。而一旦出錯，造成的影響就是服務(wù)不可用。因此，對于錯誤的處理十分的重要。

處理錯誤，最常用的就是try catch 了。可是 try catch無法捕獲異步錯誤。Node.js中，異步操作是十分常見的，異步操作主要是在回調(diào)函數(shù)中暴露錯誤。看一個例子： 

const readFile = function(path) {  
    return new Promise((resolve,reject) => {  
        fs.readFile(path, (err, data) => {  
            if(err) {   
                throw err; // catch無法捕獲錯誤，這和Node的eventloop有關(guān)。  
        // reject(err); // catch可以捕獲  
      }  
      resolve(data);  
        });  
    });  
} 
router.get('/xxx', async function(req, res) {  
  try {  
    const res = await readFile('xxx');  
    ...  
  } catch (e){  
    // 捕獲錯誤處理  
    ...  
    res.send(500);  
  }  
}); 

上面的代碼中，readFile 中 throw 出來的錯誤，是無法被catch捕獲的。如果我們把 throw err 換成 Promise.reject(err)，catch中是可以捕獲到錯誤的。

我們可以把異步操作都Promise化，然后統(tǒng)一使用 async 、try、catch 來處理錯誤。

但是，總會有地方會被遺漏。這個時候，可以使用process來捕獲全局錯誤，防止進(jìn)程直接退出，導(dǎo)致后面的請求掛掉。示例代碼： 

process.on('uncaughtException', (err) => {  
  console.error(`${err.message}\n${err.stack}`);  
});  
process.on('unhandledRejection', (reason, p) => {  
  console.error(`Unhandled Rejection at: Promise ${p} reason: `, reason); 
 }); 

關(guān)于Node.js中錯誤的捕獲，還可以使用domain模塊。現(xiàn)在這個模塊已經(jīng)不推薦使用了，我也沒有在項目中實踐過，這里就不展開了。Node.js 近幾年推出的 async_hooks 模塊，也還處于實驗階段，不太建議線上環(huán)境直接使用。做好進(jìn)程守護(hù)，開啟多進(jìn)程，錯誤告警及時修復(fù)，養(yǎng)成良好的編碼規(guī)范，使用合適的框架，才能提高Node服務(wù)的效率及穩(wěn)定性。

寫在后面

本文總結(jié)了Node.js開發(fā)一年多以來的實踐總結(jié)等。Node.js的開發(fā)與前端網(wǎng)頁的開發(fā)思路不同，著重點不一樣。我正式開發(fā)Node.js的時間也不算太長，一些點并沒有深入的理解，本文僅僅是一些經(jīng)驗之談。