# Node.js 實務應用

本文分為介紹 Node.js 的主要優勢及應用場景，並提供實務演示和知名公司案例，展示其在內部系統開發中的價值。

## 1. Node.js 主要兩大優勢

### 1.1 事件驅動
- **說明**：Node.js 使用事件驅動架構來處理大量並發請求，適合用於 I/O 密集型應用，例如文件操作和資料庫查詢。

- **與瀏覽器端 JavaScript 的不同**：
- Node.js 主要運行在伺服器端，擴展了 JavaScript 的應用範圍，加入檔案系統操作和網路請求等伺服器功能。
- Node.js 的事件驅動模型針對伺服器端的高併發應用設計，而瀏覽器端的 JavaScript 則更多處理用戶交互。

- **Node.js 事件驅動案例**：如即時聊天應用可通過 WebSocket 和事件驅動模型處理多用戶連接和消息傳遞。

### 1.2 非阻塞 I/O 處理
- **說明**：Node.js 的非阻塞 I/O 允許在進行 I/O 操作時不會阻塞主執行緒，可處理多個並發請求，特別適合高併發的 I/O 密集型應用。

- **非阻塞 I/O 優勢**：
- 提升伺服器性能並降低負載。
- 即便執行長時間的 I/O 操作，應用仍可同時響應其他請求。

### Node.js 與 C# 非阻塞 I/O 比較

| **特性** | **Node.js** | **C#** |
|------------------------|----------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------|
| **執行緒模型** | 單執行緒 + 非阻塞 I/O，依賴事件循環 | 多執行緒 + 非同步，依賴 Task 和執行緒池 |
| **I/O 操作效率** | 適合高併發的 I/O 操作（如網絡請求、文件讀取） | 支持高併發 I/O，但需使用 `async/await` 來處理 |
| **CPU 密集型任務** | 主要針對 I/O 密集型，對 CPU 密集型任務不夠高效 | 可處理混合型應用，包含 I/O 和 CPU 密集型任務 |
| **語法易用性** | 使用回調或 Promise 處理非阻塞操作 | 使用 `async/await` 語法，語義清晰、易於維護 |
| **最佳適用場景** | I/O 密集型應用（如 API 服務、即時通訊） | 混合型應用，適合包含 I/O 和 CPU 密集型工作的場景 |

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## 2. 場景應用

### 2.1 Long Polling
- **說明**：Long Polling 用於即時數據傳輸，客戶端發送請求後伺服器保持連接，直到有更新才返回，適合高併發場景。
- **範例**：可用於模擬即時通知系統（如早期的 Facebook 通知功能）。

### 2.2 Long Polling 與 WebSocket 的比較

| **特性** | **WebSocket** | **Long Polling** |
|------------------------|-----------------------------------------------|------------------------------------------------|
| **通訊模式** | 雙向、持久連接 | 單向請求/響應，每次請求後需重新連接 |
| **協議** | ws:// (80 埠) 或 wss:// (443 埠) | HTTP/HTTPS (80 或 443 埠) |
| **部署難度** | 需伺服器支援持久連接，防火牆配置可能影響 | 基於 HTTP，部署簡單，與傳統 Web 請求相同 |
| **資源占用** | 持續連接，對伺服器資源需求較高 | 每次請求重新建立，資源需求較低 |
| **適合的應用場景** | 高頻、即時應用，如即時聊天、多人遊戲 | 數據更新不頻繁但需即時推送，如通知系統 |
| **即時性** | 高即時性，伺服器和客戶端隨時傳輸數據 | 即時性較低，需等待新請求發出才能獲取新數據 |
| **相容性** | 部分防火牆/代理可能影響連接 | 基於 HTTP，相容性強 |

### 2.3 Node.js 非阻塞 I/O 處理
- **說明**：Node.js 非阻塞 I/O 適合高併發請求，如文件操作、資料庫查詢和 API 調用，能提升應用效能。

### 2.4 Mock API 的使用
- **說明**：Node.js 適合快速構建 Mock API，便於前端開發者在後端未完成時模擬 API 返回結果，有助於前後端分離開發。

### 2.5 事件驅動應用
- **說明**：事件驅動讓應用能夠即時處理請求和 I/O 操作，在即時聊天、文件操作監控等高併發場景中發揮作用。

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## 3. Node.js 知名案例

- **PayPal**：提升了開發速度和伺服器性能，併發處理能力提高 35%。
- **Netflix**：通過 Node.js 優化 API 服務，縮短伺服器啟動時間，提升用戶體驗。
- **Uber**：構建即時訂單系統，應對全球大量併發請求，保障實時性和穩定性。

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## 4. 批次設定與排程管理

### 4.1 更佳彈性的批次設定
- **說明**：Node.js 支援靈活的定時任務設定，便於管理和執行資料備份、自動通知等定期任務。

### 4.2 無需外部排程器的內建定時功能
- **說明**：Node.js 本身支持排程功能，通過 `setTimeout` 或 `setInterval`，並可用 `node-cron` 處理更複雜的排程需求。

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### **總結**
Node.js 透過事件驅動和非阻塞 I/O 模型提供高效併發處理，特別適合 I/O 密集型和即時性應用場景。其靈活的批次和排程功能也大幅提升了開發效率，被廣泛應用於全球知名企業的伺服器架構中。