Node.js 介绍

1.Node.js 介绍

Node.js 是一个基于 Chrome V8 JavaScript 引擎构建的开源、跨平台的 JavaScript 运行时环境，它允许开发者使用 JavaScript 编写服务器端代码，而不仅仅局限于浏览器端

2.事件驱动

Node.js 使用事件循环机制处理并发请求，其实就是两套 API：同步（blocking）和异步（non-blocking）

const fs = require('fs');

// 同步（阻塞）——会卡住主线程，直到完成
const data = fs.readFileSync('file.txt', 'utf8');
console.log(data);

// 异步（非阻塞）——立即返回，通过回调/事件通知结果
fs.readFile('file.txt', 'utf8', (err, data) => {
  console.log(data);
});

异步版本不会等待操作完成，而是立即返回，等 I/O 结果准备好后，通过回调函数（或 Promise）由事件循环调度执行，从而实现不阻塞主线程的效果。

3.单线程 vs 高并发

• JavaScript 执行是单线程的：所有 JavaScript 代码（包括你的业务逻辑、回调函数、Promise 等）都在同一个主线程上顺序执行
• 这个线程由 V8 引擎 + 事件循环（Event Loop） 驱动
• 因此，你写的 JS 代码永远不会并行执行（除非用 Worker Threads）
• 高并发不是靠 JS 多线程，而是靠“不等待”+“后台并行”

Node.js 的“单线程”仅指 JavaScript 代码的执行模型；底层 I/O 由 libuv 通过多线程或系统异步机制处理，二者分工明确，共同实现高并发
“单线程 JavaScript 负责协调，多线程/异步系统负责干活” —— 分工合作，高效并发。

4.设计理念

Node.js 的理想应用场景是 I/O 密集型（而非 CPU 密集型）任务

它采用 单线程 JavaScript 执行模型 + 异步非阻塞 I/O 架构，正是为了最大化 I/O 并发效率，同时避免多线程编程的复杂性

在这种模型下：

• CPU 消耗应尽可能少（业务逻辑轻量）；
• 主要耗时来自 I/O（如数据库查询、文件读写、网络请求）；
• 这些 I/O 操作由底层 libuv 通过 操作系统异步机制（如 epoll）或 内部线程池 高效处理，不阻塞 JS 主线程；
• 因此，单线程也能支撑高并发

而当确实需要处理 CPU 密集型任务（如加密、图像处理、复杂计算）时，Node.js 提供了 Worker Threads 作为“逃生舱”——允许你将重计算任务移出主线程，避免阻塞事件循环
如果某个 HTTP 请求（或其他事件回调）中直接执行了 CPU 密集型任务，并且没有使用 Worker Threads、子进程或外部服务来隔离它，那么这个请求会阻塞整个 Node.js 事件循环，导致所有其他请求（包括已到达的和新进来的）都无法被处理，直到该 CPU 任务完成

总之：“主线程只做调度和轻量逻辑，I/O 交给底层（自动异步），CPU 重活甩给 Worker Threads。”

5.常见的 CPU 密集型任务清单（Node.js 场景）

加密/哈希运算

• 使用 crypto 模块进行高强度密码哈希（如 bcrypt、scrypt、PBKDF2）

  crypto.pbkdf2Sync(password, salt, 100000, 64, 'sha512'); // 同步版会阻塞
  bcrypt.hashSync(password, 12); // 阻塞主线程
  

• 生成或验证 JWT

大数据处理与转换

• 解析或序列化超大的 JSON 对象

  const data = JSON.parse(hugeJsonString); // 可能卡住几百毫秒甚至更久
  const str = JSON.stringify(largeObject);
  

• 对大型数组/对象进行深度遍历、过滤、映射、排序
• 复杂算法计算：递归计算（如斐波那契、阶乘）等

图像/音视频处理

压缩/解压缩大文件

基于现实：

• 在绝大多数场景下，JWT 的解包/验证是轻量级操作，不会造成性能瓶颈，也不需要 Worker Threads
• 加密密码的时候，bcrypt.hash()是典型的 CPU 密集型操作，在常规用户注册/登录场景下，通常不会造成性能问题

不要为了“理论上可能的性能问题”过早优化，而要为“实际观测到的瓶颈”去优化

6.Node.js 的版本

Node.js 采用 LTS（Long-Term Support，长期支持） + Current（当前版） 双轨发布模型：

类型	发布频率	支持周期	目标用户
Current（奇数版本）	每 6 个月（每年 4 月、10 月）	仅到下一个奇数版发布（约 6 个月）	尝鲜者、库作者
LTS（偶数版本）	每年 10 月发布一个新 LTS	30 个月（分 Active / Maintenance 阶段）	企业、生产环境

生产环境强烈建议使用 LTS 版本！

安装node后在cmd下运行node -v 即可查看安装的node.js版本

如果安装成功却提示node不是内部或者外部的命令。则需要手动配置环境变量

关键演进脉络

时期	重点方向
v10–v12	ESM 支持、Worker Threads、现代 JS 对齐
v14–v16	Apple Silicon、诊断工具、安全加固
v18–v20	原生 fetch、Web 标准统一、性能提升
v22+	权限模型、启动优化、更贴近浏览器运行时

7.配置环境变量

为什么要配置环境变量：

在命令行（如 Windows 的 CMD 或 PowerShell）中执行命令（例如 node、npm、python）时，系统会按以下顺序查找对应的可执行文件（如 node.exe）：

• 当前工作目录（你打开终端时所在的文件夹）
• 系统 Path 环境变量中列出的所有目录
  如果这些地方都找不到 node.exe，就会提示：

'node' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。

配置环境变量的目的：

• 告诉操作系统：“当你找不到某个命令时，请去我指定的这些路径里找一找。”
• 这样我们就可以在任意目录下直接输入 node 来运行 Node.js，而不需要每次都写完整路径（如 C:\Program Files\nodejs\node.exe）

Node.js 安装时通常已自动配置

从 Node.js 官网（https://nodejs.org）下载的 Windows 安装包（.msi）默认会自动将安装路径添加到系统的 Path 环境变量中

如何手动配置环境变量

• 右键“此电脑”或“我的电脑” → 属性
• 点击 “高级系统设置”
• 在“系统属性”窗口中，点击 “环境变量”
• 在 “系统变量” 区域，找到并选中 Path，点击 “编辑”
• 点击 “新建”，然后输入 Node.js 的安装路径（通常是）：
• 点击“确定”保存所有窗口

注意，这点很重要：关闭并重新打开 CMD 或 PowerShell

8.NVM Desktop（推荐）

什么是 NVM Desktop？

NVM Desktop（简称 nvmd）是一款 图形化 + 命令行结合的 Node.js 版本管理工具，专为 Windows 平台设计（也有跨平台计划），其核心目标是：

“让不同项目自动使用各自所需的 Node.js 版本，无需手动切换。”
它不是传统 nvm（Node Version Manager）的图形界面，而是一个全新架构的替代方案。

核心原理：无侵入式命令代理

• nvmd 通过一个轻量级命令行工具 nvmd-command 实现版本管理。
• 它不修改系统的 PATH 环境变量，而是采用 “代理拦截”机制：
  • 当你在终端中输入 node、npm、npx、yarn 等命令时，
  • nvmd 会实时拦截这些调用，并根据当前目录下的配置文件，动态选择对应的 Node.js 版本执行。
• 整个过程对用户透明，无需 nvm use xxx。
  ✅ 优势：
• 无需重启终端
• 多项目并行开发时自动切换版本
• 不污染全局环境

如何为项目指定 Node.js 版本？

• 在项目根目录创建配置文件，文件名为 .nvmdrc
• 文件内容只需一行：目标 Node.js 版本号

  20.12.0
  

• 效果
  • 只要你在该目录（或子目录）下打开终端，
  • 所有 node、npm 等命令都会自动使用 .nvmdrc 指定的版本。
  • 切换到其他项目目录，自动切换到对应版本

与传统 NVM 的对比

特性	传统 NVM（如 nvm-windows）	NVM Desktop（nvmd）
切换方式	手动执行 nvm use 20.12.0	自动识别 .nvmdrc
环境变量	修改全局 PATH	不修改 PATH，代理拦截
多项目支持	需频繁手动切换	开箱即用，自动隔离
终端重启	切换后需新开终端（部分场景）	无需重启，即时生效
配置方式	全局命令	项目级配置文件（.nvmdrc）
设计理念	“版本切换”	“版本匹配”

NVM 是“你告诉它用哪个版本”
nvmd 是“它自己知道该用哪个版本”

下载安装

• 官网：https://github.com/nvmd-org/nvmd （或搜索 “NVM Desktop”）
• 安装后自动注册代理（首次运行可能需要管理员权限）
• 验证安装：

nvmd --version

注意事项

• 如果已有 nvm、fnm、volta 等工具，建议卸载或禁用，避免冲突
• .nvmdrc 文件应加入项目 Git 仓库，确保团队成员使用相同 Node 版本