架构组成

Node.js 是一个构建在 Chrome 浏览器 V8 引擎上的 JavaScript 运行环境， 使用 单线程、事件驱动、非阻塞 I/O 的方式实现了高并发请求，libuv 为其提供了异步编程的能力。

Node.js 底层框架由 Node.js 标准库、Node bindings、 底层库三个部分组成。

Node.js 标准库

这一层是由 Javascript 编写的，也就是我们使用过程中直接能调用的 API，在源码中的 lib 目录下可以看到，诸如 http、fs、events 等常用核心模块

Node bindings

这一层可以理解为是 javascript 与 C/C++ 库之间建立连接的桥， 通过这个桥，底层实现的 C/C++库暴露给 javascript 环境，同时把 js 传入 V8, 解析后交给 libuv 发起 非阻塞 I/O, 并等待 事件循环 调度；

底层库

• V8： Google 推出的 Javascript 虚拟机，为 Javascript 提供了在非浏览器端运行的环境；
• libuv：为 Node.js 提供了跨平台，线程池，事件池，异步 I/O 等能力，是 Nodejs 之所以高效的主要原因；
• C-ares：提供了异步处理 DNS 相关的能力；
• http_parser、OpenSSL、zlib 等：提供包括 http 解析、SSL、数据压缩等能力；

IO(input/output)

• 阻塞 I/O： 在发起 I/O 操作之后会一直阻塞着进程，不执行其他操作,直到得到响应或者超时为止；
• 非阻塞 I/O：发起 I/O 操作不等得到响应或者超时就立即返回，让进程继续执行其他操作，但是要通过轮询方式不断地去 check 数据是否已准备好
• 多路复用 I/O：又分为 select、pool、epool。最大优点就是单个进程就可以同时处理多个网络连接的 IO。基本原理就是 select/poll 这个 function 会不断的轮询所负责的所有 socket，当某个 socket 有数据到达了，就通知用户进程。而 epool 通过 callback 回调通知机制.减少内存开销,不因并发量大而降低效率,linux 下最高效率的 I/O 事件机制。
• 同步 I/O：发起 I/O 操作之后会阻塞进程直到得到响应或者超时。前三者阻塞 I/O，非阻塞 I/O，多路复用 I/O 都属于同步 I/O。注意非阻塞 I/O 在数据从内核拷贝到用户进程时，进程仍然是阻塞的，所以还是属于同步 I/O。
• 异步 I/O：直接返回继续执行下一条语句，当 I/O 操作完成或数据返回时，以事件的形式通知执行 IO 操作的进程。

Koa 和 Express

• 中间件模型
  • koa2 的中间件是通过 async await 实现的，中间件执行顺序是 “洋葱圈” 模型，中间件之间通过 next 函数联系,当一个中间件调用 next() 后，会将控制权交给下一个中间件, 直到下一个中间件不再执行 next() 后, 将会沿路折返,将控制权依次交换给前一个中间件。
  • express 中间件一个接一个的顺序执行, 通常会将 response 响应写在最后一个中间件中
• express 自身集成了路由、视图处理等功能
  • koa 本身不集成任何中间件，需要配合路由、视图等中间件进行开发
• 异步流程控制
  • express 采用 callback 来处理异步
  • koa v1 采用 generator
  • koa v2 采用 async/await
• 错误处理
  • express 使用 callback 捕获异常，对于深层次的异常捕获不了
  • koa 使用 try catch，能更好地解决异步捕获