How Node.js Works
Single-Threaded Event Loop
Node.js ทำงานบนโมเดลลูปเหตุการณ์แบบเทรดเดียว ซึ่งหมายความว่าใช้เธรดหลักเพียงตัวเดียวในการจัดการคำขอและประมวลผลการทำงานต่างๆ แทนที่จะรอให้แต่ละงานเสร็จสิ้น (ซึ่งจะบล็อกเธรด) Node.js ใช้การทำงานแบบอะซิงโครนัสเพื่อให้เธรดพร้อมสำหรับงานอื่นๆ
- Event Loop : เป็นส่วนประกอบหลักของ Node.js ที่ตรวจสอบสแต็คการเรียกใช้งานและคิวงานอย่างต่อเนื่องเพื่อจัดการการทำงานต่างๆ มันจะประมวลผล callback จากคิวงานเมื่อสแต็คการเรียกใช้งานว่างเปล่า
- Call Stack : ใช้เก็บฟังก์ชันที่กำลังทำงานอยู่
- Task Queue : ใช้เก็บ callback ที่ไม่ซิงโครนัส (เช่น การทำงาน I/O) ที่ต้องการการประมวลผลเมื่อสแต็คการเรียกใช้งานว่าง
Non-Blocking I/O
Node.js ใช้การทำงาน I/O แบบไม่บล็อก (อะซิงโครนัส) ซึ่งช่วยให้มันจัดการการทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้ เมื่อการทำงาน I/O (เช่น การอ่านไฟล์หรือการค้นหาฐานข้อมูล) เริ่มต้น Node.js จะไม่รอให้การทำงานนั้นเสร็จสิ้น มันจะดำเนินการโค้ดอื่นๆ ต่อไป เมื่องาน I/O เสร็จสิ้น ฟังก์ชัน callback ของมันจะถูกเพิ่มลงในคิวงาน
- Callback: ฟังก์ชันที่ถูกดำเนินการเมื่อการทำงาน I/O เสร็จสิ้น
- Promises: ทางเลือกที่ทันสมัยสำหรับ callback ซึ่งช่วยในการจัดการการทำงานแบบอะซิงโครนัสได้ดียิ่งขึ้น
- Async/Await: ไวยากรณ์ที่ทำให้การทำงานกับ promises ง่ายและอ่านง่ายขึ้น
Event-Driven Architecture
Node.js สร้างขึ้นบนสถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์ ซึ่งหมายความว่ามันตอบสนองต่อเหตุการณ์ (เช่น คำขอของผู้ใช้, การอ่านไฟล์) และดำเนินการจัดการเหตุการณ์เมื่อเหตุการณ์เหล่านั้นเกิดขึ้น
- Event Emitters: Node.js ใช้คลาส EventEmitter ในการจัดการเหตุการณ์ คุณสามารถสร้างและจัดการเหตุการณ์ที่กำหนดเอง และลงทะเบียนฟังก์ชันจัดการ (handlers) สำหรับเหตุการณ์เหล่านี้
Modules and Package Management
Node.js ใช้สถาปัตยกรรมแบบโมดูล ซึ่งช่วยให้โค้ดถูกจัดระเบียบในโมดูลที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
- CommonJS Modules: Node.js ใช้ระบบโมดูล CommonJS ซึ่งช่วยให้คุณสามารถส่งออกและนำเข้าโค้ดระหว่างไฟล์ได้โดยใช้
module.exportsและrequire - npm: ตัวจัดการแพ็กเกจของ Node.js ช่วยในการจัดการการพึ่งพาและแพ็กเกจ มันช่วยให้คุณติดตั้ง, อัปเดต, และใช้ไลบรารีและเครื่องมือต่างๆ จากที่เก็บ npm
Built-in Libraries
Node.js มาพร้อมกับไลบรารีที่ช่วยในการทำงานทั่วไป:
- File System (
fs): การจัดการการทำงานเกี่ยวกับไฟล์ เช่น การอ่านและเขียนไฟล์ - Path (
path): การจัดการและแปลงเส้นทางไฟล์และไดเร็กทอรี - Buffer (
buffer): การจัดการข้อมูลไบนารี - Stream (
stream): การจัดการข้อมูลที่เป็นสตรีม เช่น การอ่าน/เขียนไฟล์ขนาดใหญ่
Error Handling
Node.js จัดการข้อผิดพลาดแบบอะซิงโครนัส ข้อผิดพลาดสามารถจับได้ใน callback, promises, หรือ async/await การจัดการข้อผิดพลาดอย่างถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าแอปพลิเคชันจะไม่หยุดทำงานโดยไม่คาดคิด
- Try/Catch: สำหรับโค้ดซิงโครนัสและ async/await
- Error Event: สำหรับการจัดการข้อผิดพลาดในโค้ดที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์
ตัวอย่างการทำงานของ Node.js
นี่คือตัวอย่างง่ายๆ ของเซิร์ฟเวอร์ HTTP ด้วย Node.js:
const http = require('http');
// สร้างเซิร์ฟเวอร์ HTTP
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200;
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');
res.end('Hello, Node.js!\n');
});
// เซิร์ฟเวอร์ฟังที่พอร์ต 3000
server.listen(3000, '127.0.0.1', () => {
console.log('Server running at http://127.0.0.1:3000/');
});- สร้างเซิร์ฟเวอร์:
http.createServerสร้างอินสแตนซ์เซิร์ฟเวอร์ใหม่ - การจัดการคำขอ: ฟังก์ชัน callback จัดการคำขอที่เข้ามาและส่งการตอบกลับ
- การฟัง:
server.listenทำให้เซิร์ฟเวอร์เริ่มฟังการเชื่อมต่อที่พอร์ตที่ระบุ
สรุป
Node.js ทำงานบนโมเดลเทรดเดียวที่ใช้ลูปเหตุการณ์และการทำงาน I/O แบบไม่บล็อก โดยมีสถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์ ช่วยให้สร้างแอปพลิเคชันที่สามารถขยายได้และมีประสิทธิภาพ โดยใช้เทคนิคการเขียนโปรแกรมแบบอะซิงโครนัสและไลบรารีที่มาพร้อมกับ Node.js