寫在前面

不知不覺的，寫Node.js已經一年了。不同于最開始的demo、本地工具等，這一年里，都是用Node.js寫的線上業務。從一開始的Node.js同構直出，到最近的Node接入層，也算是對Node開發入門了吧。目前，我一個人維護了大部分組內流傳下來的Node服務，包括內部系統和線上服務。新增的后臺服務，也是盡可能地使用Node進行開發。本文是一下自己最近的一些小小的總結和思考。

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

為何用Node

對于我來說，對于團隊來說，適用Node的原因其實很簡單：開發起來快。熟悉JS的前端同學可以很快上手，節省成本。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庫鏈接數據庫、增刪改查即可。

Node的適用場景

Node.js 使用了一個事件驅動、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（數據庫、文件系統、Web服務器...）響應而造成的 CPU 時間損失。所以，Node.js適合運用在高并發、I/O密集、少量業務邏輯的場景。

對應到平時具體的業務上，如果是內部的系統，大部分僅僅就是需要對某個數據庫進行增刪改查，那么Server端直接就是Node.js一把梭。

對于線上業務，如果流量不大，并且業務邏輯簡單的情況下，Server端也可以完全使用Node.js。對于流量巨大，復雜度高的項目，一般用Node.js作為接入層，后臺同學負責實現服務。如下圖：

同樣是寫JS，Node.js開發和頁面開發有什么區別

在瀏覽器端開發頁面，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主要面向數據，收到請求后，返回具體的數據。這是兩者在業務路徑上的區別。而真正的區別其實是在于業務模型上（業務模型，這是我自己瞎想的一個詞）。直接用圖表示吧。

開發頁面時，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，只會對當前用戶產生影響，并不會影響其他用戶，用戶刷新一下即可恢復。而在Node.js中，在不開啟多進程的情況下，所有用戶的請求，都會走進同一份JS代碼，并且只有一個線程在執行這份JS代碼。如果某個用戶的請求，導致發生錯誤，Node.js進程掛掉，server端直接就掛了。盡管可能有進程守護，掛掉的進程會被重啟，但是在用戶請求量大的情況下，錯誤會被頻繁觸發，可能就會出現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開發和前端JS開發最大的區別。

Node.js開發時的注意事項

用戶在訪問Node.js服務時，如果某一個請求卡住了，服務遲遲不能返回結果，或者說邏輯出錯，導致服務掛掉，都會帶來大規模的體驗問題。server端的目標，就是要 快速、可靠 地返回數據。

• 緩存

由于Node.js不擅長處理復雜邏輯（JavaScript本身執行效率較低），如果要用Node.js做接入層，應該避免復雜的邏輯。想要快速處理數據并返回，一個至關重要的點：使用緩存。

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

實現緩存的主要方式：內存緩存。可以使用Map，WeakMap，WeakRef等實現。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));  
  }  
   // 請求數據  
  const rsp = await rpc.get(id);  
     // 經過一頓復雜的操作，處理數據  
  const content = process(rsp);  
  // 設置緩存  
  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，需要用Node端直接連接數據庫，在數據時效性要求不太高、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。這樣可以降低數據庫的壓力且加快Node的響應速度。

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

內存緩存會隨著進程的重啟而全部失效。

當后臺業務比較復雜，接入層流量，數據量較大時，可以使用如下的架構，使用獨立的內存緩存服務。Node接入層直接從緩存服務取數據，后臺服務直接更新緩存服務。

當然，上圖中的架構是最簡單的情形，現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服務是比較容易出錯的。而一旦出錯，造成的影響就是服務不可用。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函數中暴露錯誤。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。  
        // 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，防止進程直接退出，導致后面的請求掛掉。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); 
 }); 

關于Node.js中錯誤的捕獲，還可以使用domain模塊。現在這個模塊已經不推薦使用了，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，不太建議線上環境直接使用。做好進程守護，開啟多進程，錯誤告警及時修復，養成良好的編碼規范，使用合適的框架，才能提高Node服務的效率及穩定性。

寫在后面

本文總結了Node.js開發一年多以來的實踐總結等。Node.js的開發與前端網頁的開發思路不同，著重點不一樣。我正式開發Node.js的時間也不算太長，一些點并沒有深入的理解，本文僅僅是一些經驗之談。