آموزش معماری داخلی و ساختار NodeJS - آخرین آپدیت

به نظر من، جذاب‌ترین بخش مهندسی نرم‌افزار، هنر شفاف‌سازی آن است.

Node.js یکی از محبوب‌ترین زمان‌های اجرا (runtime) مورد استفاده در مهندسی Backend است، اما به نظرم کمتر از همه درک می‌شود. من خودم هم گاهی این حس را داشته‌ام.

ماه‌ها صرف کار بر روی یک دوره آموزشی کردم تا عملکرد داخلی و معماری NodeJS را رمزگشایی کنم و آن را در این دوره جامع خلاصه کنم.

این دوره را برای مهندسانی ساختم که نمی‌توانند با چیزی مبهم کار کنند.

آن‌ها دوست دارند بفهمند چه چیزی در پس پرده اجرا می‌شود.

آن‌ها از تجزیه یک خط کد به 1000 خط اصلی آن لذت می‌برند.

آن‌ها می‌پرسند چرا خروجی یک برنامه Node غیرقابل پیش‌بینی است.

آن‌ها می‌خواهند بدانند چه زمانی فرآیند Node پایان می‌یابد.

آن‌ها می‌خواهند بدانند چرا Node در برخی موارد اینقدر طول می‌کشد تا شروع شود.

آن‌ها قدردانی می‌کنند که Node چگونه روی همه سیستم‌عامل‌ها کار می‌کند و می‌خواهند بدانند چگونه این کار را انجام می‌دهد.

به عنوان مثال، با درک عملکرد داخلی ماژول HTTP، می‌توانید یک Backend در Node بنویسید که درخواست‌های بیشتری را بپذیرد و پردازش کند. هر خط کدی که می‌نویسید، به این فکر خواهید کرد که Node چگونه و چه زمانی آن را پردازش خواهد کرد.

با درک حلقه رویداد (event loop) و مراحل مختلف آن، می‌توانید کد خود را تنظیم و مرتب کنید تا به بهترین عملکرد و حتی نتیجه‌ای پایدار برسید.

تا به حال برنامه‌ای در Node نوشته‌اید که 1% مواقع با شکست مواجه شود در حالی که 99% مواقع موفقیت‌آمیز است؟ درک معماری Node به شما کمک می‌کند برنامه خود را قابل پیش‌بینی کنید. به جای افزودن راهکارهای موقت فقط به این دلیل که آن را درک نمی‌کنید. همه ما این کار را انجام داده‌ایم.

مسئله اصلی، رفع موانع و اجازه دادن به مراحل اصلی حلقه رویداد برای "نفس کشیدن" است. وقتی نرم‌افزار می‌سازیم، مشکل این است که اغلب خلاف جهت حرکت می‌کنیم. درک اینکه کجا اصطکاک در Node وجود دارد، به شما این امکان را می‌دهد که با آن کار کنید نه در برابر آن.

در این دوره، موارد زیر را پوشش می‌دهم:

معماری NodeJS

من مراحل مختلف در حلقه رویداد را پوشش می‌دهم و دقیقاً در هر مرحله چه اتفاقی می‌افتد، چگونه Promiseها فقط Callbackها هستند، چگونه و چه زمانی ماژول‌ها بارگیری می‌شوند و چه تاثیری بر عملکرد دارند، آناتومی بسته‌های Node و موارد دیگر.

عملکرد داخلی Node

در این قسمت، یک لایه عمیق‌تر می‌شویم، اینکه Node چگونه واقعاً IO ناهمزمان (asynchronous IO) را با libuv انجام می‌دهد و هر پروتکل در Node چگونه پیاده‌سازی می‌شود. چگونه Node همزمان (concurrent node) در سطح نخ‌های کاربری و سطح فرآیند کار می‌کند.

بهینه‌سازی و عملکرد Node

اکنون که عملکرد داخلی و معماری Node را درک می‌کنیم، در این بخش در مورد نکاتی بحث می‌کنیم که چگونه کد را کارآمدتر و پربازده‌تر اجرا کنیم. و تنها زمانی که تمام راه‌های دیگر را امتحان کردیم، Node راه‌هایی را برای گسترش آن با C++ add-ons فراهم می‌کند، جایی که JavaScript دیگر نمی‌تواند ادامه دهد.

این دوره برای دانشجویان سطح متوسط است که با Node آشنا هستند و می‌خواهند نحوه عملکرد آن را درک کنند. اگرچه الزامی نیست، اما توصیه می‌کنم گذراندن دوره مبانی سیستم عامل به عنوان پیش‌نیاز این دوره توصیه می‌شود.