選擇后端編程語言絕非易事。畢竟不同的語言各有優(yōu)缺點，我們需要考慮它是否是構建應用程序的正確工具。

Node.js 和 Python 是后端開發(fā)的兩個最受歡迎的選擇。兩者都有非常強大的包裝生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)，在兩者之間進行選擇可能比較困難。

在本文中，我們將分析 Node.js 和 Python 的優(yōu)缺點，并分析其中一個比另一個更好的場景，以便大家可以為自己的后端做出最佳選擇。

我們將涵蓋以下主題：

• 什么是 Node.js？
• 什么是 Python？
• 比較架構
• 并發(fā)和并行

什么是 Node.js？

Node.js 是在 Google 的 V8 引擎上運行的異步 JavaScript 運行時。它通常用于構建實時應用程序、后端以及桌面和移動應用程序。

Node.js 是多范式的，支持以下范式：

• 事件驅動
• 至關重要的
• 面向對象
• 函數(shù)式編程

Node 由 Ryan Dahl 開發(fā)并于 2009 年發(fā)布，一炮而紅，因為它首次允許 JavaScript 開發(fā)人員在 Web 瀏覽器之外編寫 JavaScript 代碼。多年來，它已經(jīng)成長并成為 Python 等老語言的有力競爭者，并提供了一系列后端開發(fā)工具，如Express.js、Fastify 和 NestJS。

什么是 Python？

Python 是一種解釋型通用編程語言，通常用于腳本編寫、后端開發(fā)、機器學習和數(shù)據(jù)科學等。它支持多種范式，例如：

• 程序
• 面向對象
• 函數(shù)式編程

它由 Guido van Rossum 設計和開發(fā)，并于 1991 年發(fā)布并獲得了主流成功；Python 一直位居TIOBE 編程社區(qū)指數(shù)的前 10 名。除此之外，谷歌、Facebook、Dropbox 和 Instagram 等大公司都將它用于內部和外部工具——甚至 NASA 也找到了它的應用程序。

Python 在不斷發(fā)展，它擁有成熟的 Web 框架，例如Django、Flask和FastAPI，你也可以在后端開發(fā)項目中使用這些框架。

比較架構

軟件架構描述了系統(tǒng)中的主要組件如何交互、關聯(lián)和組織。良好的架構設計可以使系統(tǒng)具有可擴展性、性能良好和可維護性。

在本節(jié)中，我們將鳥瞰 Node.js 和 Python 架構。

Node.js

Node.js 是單線程、非阻塞的，并且實現(xiàn)了事件驅動的架構。它有一個線程，你編寫的所有代碼和你使用的庫都在其中執(zhí)行。它還利用libuv C 庫提供的其他線程來處理昂貴或長時間運行的任務。

Node.js 使用回調來表示長時間運行的任務完成，一旦完成，它們會被添加到任務隊列中，然后最終被添加回主線程。這種行為是 Node.js 非阻塞的原因，因為昂貴的任務不會阻塞主線程；相反，它們在單獨的 libuv 線程中執(zhí)行，并且 Node.js 繼續(xù)執(zhí)行源代碼的其他部分。

Python

Python 也是一種單線程語言，主要是因為它實現(xiàn)了全局解釋器鎖 (GIL)，這是一種僅允許一個線程控制 Python 解釋器并在給定時間運行 Python 代碼的機制。即使 Python 程序使用多個線程，GIL 也會定期在線程之間切換，讓每個線程都有機會執(zhí)行代碼——但默認情況下它們不能并行執(zhí)行。這種行為使 Python 成為單線程的。

與 Node.js 不同，Python 不是基于事件驅動的架構。但是，你仍然可以使用asyncio 包來利用它，它允許你使用 async/await 語法編寫異步代碼，因為它實現(xiàn)了事件循環(huán)、期貨等。

判決

盡管語言的架構不同，但兩種語言都是不錯的選擇，并且可以支持同步和異步編程。

并發(fā)和并行

選擇后端的另一個重要方面是并發(fā)性和并行性。這些術語往往會使人們感到困惑，所以讓我們定義它們，以便我們可以在同一頁面上：

• 并發(fā)：兩個或多個任務在多個線程中執(zhí)行，但不是同時執(zhí)行。相反，執(zhí)行在任務之間切換，當計算機中斷一個任務切換到另一個任務時，它可以從中斷點繼續(xù)執(zhí)行另一個任務
• 并行：當多個任務同時在不同的線程中執(zhí)行時

當你的應用程序任務受 CPU 限制時，并發(fā)性和并行性非常寶貴，例如在以下任務中：

• 處理圖像
• 加密
• 進行復雜的計算
• 視頻壓縮

如果你想提高這些任務的性能，你可以將它們拆分到不同的線程中并行執(zhí)行。

有了這個，現(xiàn)在讓我們看看 Node 和 Python 如何處理并發(fā)和并行性。

Node.js

即使 Node 是單線程的，你也可以使用worker_threads模塊編寫多線程程序。該模塊創(chuàng)建輕量級線程工作者，允許你并行執(zhí)行 CPU 密集型 JavaScript 代碼。

工作線程與主線程（父線程）共享相同的內存和進程ID，線程之間通過消息傳遞進行通信。你可以在博客的其他地方了解有關如何在 Node.js 中編寫多線程程序的更多信息。

Python

在 Python 中，你可以使用threading 模塊實現(xiàn)并發(fā)，該模塊創(chuàng)建線程來執(zhí)行部分代碼。但是，這并不意味著線程將并行執(zhí)行。這是因為 GIL，它確保只有一個線程可以執(zhí)行 Python 代碼，并定期在它們之間切換。

雖然并發(fā)對 I/O 密集型任務很有幫助，但 CPU 密集型任務從并行性中受益匪淺。為了實現(xiàn)并行性，Python 提供了多處理模塊，該模塊在每個內核上創(chuàng)建一個進程，并允許你利用多核系統(tǒng)并行執(zhí)行 Python 代碼。

每個進程都有自己的解釋器和 GIL，但它確實有一些注意事項。一方面，與工作線程相比，進程的通信有限，另一方面，啟動進程往往比啟動線程更昂貴。

判決

Python的threading模塊與Node.jsworker_thread模塊相比相形見絀，后者可以輕松實現(xiàn)并發(fā)和并行。Node.js 之所以獲勝，是因為它支持并發(fā)和并行性，而不需要像 Python 那樣的變通方法。

性能和速度

更快的后端可以減少你的服務器響應時間，從而提高頁面速度。良好的頁面速度可以幫助你的 Web 應用程序在 Google 上獲得良好的排名，并為你的用戶提供良好的體驗。

編程語言的速度往往與源代碼的執(zhí)行方式密切相關。讓我們探討一下 Node.js 和 Python 在執(zhí)行期間如何比較，以及它如何影響它們各自的執(zhí)行速度。

Node.js

Node 以快速執(zhí)行代碼而聞名，其中大部分可以歸結為幾個原因。

首先，如前所述，Node.js 被編譯為機器碼并建立在 Google V8 引擎之上，這是一個用 C++ 編寫的高性能 JavaScript 引擎。V8 引擎將你的 JavaScript 編譯為機器代碼，因此 CPU 直接執(zhí)行它，從而為你提供快速的性能。Node.js 還從 Google 對 V8 引擎的頻繁性能更新中受益匪淺。

其次，Node.js 是非阻塞的，并且建立在事件驅動的架構之上。它對 Node.js 中的幾乎每個 I/O 方法操作都有異步方法。由于 Node.js 是單線程的，如果一個操作耗時較長，它不會阻塞主線程。相反，它并行執(zhí)行它，為代碼的其他部分提供執(zhí)行空間。

Python

Python 的執(zhí)行速度比 Node 慢很多。有幾個因素會影響 Python 的速度。對于初學者，Python 會自動將源代碼編譯成字節(jié)碼，這是一種只有 Python 虛擬機 (PVM) 才能解釋的低級格式。這會影響性能，因為 CPU 不直接執(zhí)行字節(jié)碼，而是由 PVM 解釋代碼，這會減慢執(zhí)行時間。

作為該問題的解決方案，Python 有替代實現(xiàn)，例如PyPy，它聲稱通過使用即時 (JIT)比默認的 Python 實現(xiàn)快 4.5 倍。如果你的 Python 應用程序迫切需要速度，那么你應該考慮使用 PyPy。

話雖如此，雖然 Python 比 Node.js 慢，但它的速度對于很多項目來說仍然足夠好，這就是它仍然受歡迎的原因。

判決

Node.js 是贏家，因為它的執(zhí)行速度與編譯成機器代碼的速度一樣快，而 Python 是用 PVM 解釋的，這個過程往往會減慢執(zhí)行速度。

可擴展性

當應用程序受到關注時，會發(fā)生以下情況：

• 由于用戶數(shù)量增加，客戶請求增加
• 需要處理的數(shù)據(jù)量增加
• 新功能介紹

應用程序在不損失性能的情況下因需求增加而增長和調整的能力稱為擴展。

Node.js

Node.js 提供了一個原生集群模塊，讓你無需額外的努力即可擴展你的應用程序。該模塊在多核系統(tǒng)中的每個核上創(chuàng)建一個單獨的進程或工作程序。每個工作人員都有一個應用程序實例，集群模塊有一個內置的負載均衡器，它使用循環(huán)算法將傳入的請求分配給所有工作人員。

Node.js 也可以很好地擴展，因為它使用更少的線程來處理客戶端請求。結果，它將大部分資源用于服務客戶端，而不是處理可能昂貴的線程生命周期開銷。

Python

Python 沒有 Node.js 的集群模塊的原生等價物。最接近的是多處理模塊，它可以在每個核心上創(chuàng)建進程，但它缺少一些集群功能。做集群計算，可以使用第三方包如：

• 芹菜
• 儀表板
• 水壺

Python wiki有一個 Python 集群計算包的完整列表。

判決

與 Python 相比，Node.js 集群模塊允許 Node 應用程序更容易擴展。然而，重要的是要承認現(xiàn)在大多數(shù)人都在使用 Docker 進行擴展。

使用 Docker，你可以創(chuàng)建多個容器，其中每個容器都包含一個應用程序實例。你可以創(chuàng)建與系統(tǒng)上可用的內核一樣多的容器，并在每個容器中放置一個負載均衡器來分發(fā)請求。因此，無論你使用 Python 還是 Node.js，都可以使用 Docker 來簡化擴展。

可擴展性

并非每種編程語言都可以有效地解決你遇到的每個問題，有時你需要使用另一種可以擅長手頭任務的編程語言進行擴展。

讓我們探索 Node.js 和 Python 的可擴展性。

Node.js

你可以通過使用addons使用C/C++ 擴展 Node.js。例如，C++ 插件允許你編寫 C++ 程序，然后使用該require方法將其加載到你的 Node.js 程序中。借助此功能，你可以利用 C++ 庫、速度或線程。

要實現(xiàn)插件，你可以使用：

• 節(jié)點 API
• Node.js 的本機抽象

你還可以使用 Rust 擴展 Node.js；查看本教程以了解如何操作。

Python

Python 還具有良好的語言擴展能力。你可以使用 C 或 C++ 對其進行擴展，這允許你在 Python 中調用 C/C++ 庫，或者在 C/C++ 中調用 Python 代碼。

你還可以使用替代 Python 實現(xiàn)來擴展 Python，其中包括：

• Jython：使與 Java 的集成更容易
• IronPython：允許 Python 與 Microsoft 的 .NET 框架順利集成

判決

兩者都很好地支持用其他語言擴展它們。

靜態(tài)類型

Node.js 和 Python 都是動態(tài)類型語言，它們允許你快速編程，而無需為你編寫的代碼定義類型。但是，隨著代碼庫的增長，需要靜態(tài)類型來幫助你及早發(fā)現(xiàn)錯誤，并記錄你的代碼以供將來參考。盡管 Python 和 Node.js 是動態(tài)類型的，但它們都提供了靜態(tài)類型工具，如果需要，你可以在代碼庫中使用這些工具。

Node.js

Node.js 作為 JavaScript 生態(tài)系統(tǒng)的一部分，擁有TypeScript，它是微軟于 2012 年開發(fā)的 JavaScript 的強類型超集。TypeScript 支持漸進類型，這意味著即使沒有類型，你也可以使用 TypeScript，并根據(jù)需要添加它們。

當你使用 TypeScript 時，你將源代碼保存在擴展而不是擴展中，并且它涉及將所有 TypeScript 文件編譯為 JavaScript 的構建步驟。由于 TypeScript 是一種獨立于 Node 的語言，因此它的發(fā)展速度要快得多，并且你可以使用所有更新的功能，因為它們總是被編譯為 JavaScript。.ts.js

近年來，TypeScript 越來越受歡迎，從長遠來看，它在 npm 上的每周下載量超過 2900 萬次。根據(jù) Stack Overflow 2021 開發(fā)者調查，它被評為第三大最受歡迎的編程語言，超過了 Python、Node.js 和 JavaScript 本身。要了解如何使用節(jié)點設置 TypeScript，請參閱這篇文章。

Python

與 Node.js 不同，Python 不需要單獨的類型語言。相反，它帶有可以在項目中使用的類型提示。但是，Python 不會自行執(zhí)行靜態(tài)類型分析；相反，你使用mypy 之類的工具進行靜態(tài)類型檢查。如果你想了解如何在 Python 中進行靜態(tài)類型檢查，請參閱這篇文章。

Python 的類型提示方法的優(yōu)點是你不必為源代碼使用不同的文件擴展名并將其編譯為 Python 文件擴展名。但缺點是每個新的 Python 版本都會引入更新的類型提示，每個版本大約需要一年時間。另一方面，TypeScript 的發(fā)布時間表為 3-4 個月。

判決

Node.js 之所以獲勝，是因為 TypeScript 的發(fā)展速度比 Python 快得多。但是，承認 Python 無需其他語言即可添加類型的能力也很好。

社區(qū)和圖書館

社區(qū)在軟件開發(fā)中扮演著重要角色。具有大型社區(qū)的編程語言往往具有：

• 更多用于開發(fā)的庫和工具
• 更多學習內容
• 更容易找到支持
• 更容易找到出租的開發(fā)商

Node.js 和 Python 同樣擁有強大的社區(qū)，但讓我們仔細看看它們中的每一個。

Node.js

Node.js 擁有一個強大而活躍的社區(qū)，該社區(qū)已經(jīng)構建了超過一百萬個開源包，所有這些都可以在 npm 上提供給你。

以下是你可能會遇到的一些軟件包：

• Express：用于構建 Web 應用程序的 Web 框架
• Axios : 用于發(fā)出 API 請求
• Lodash：一個實用程序庫

要發(fā)現(xiàn)更多包，可以參閱 GitHub 上精選的 awesome-nodejs 存儲庫。

除了軟件包，Node.js 有大量高質量的書面內容，視頻教程分布在許多平臺上，包括這個博客。這使得學習 Node.js 變得更加容易，當你被困在一個任務上時，更有可能有人在你之前在 Stack Overflow 等問答平臺上問過這個問題。

此外，Node.js 還有很多國際會議，你可以在其中了解更多關于 Node.js 并結識其他人，以及專注于 Node.js 的在線社區(qū)。

Python

Python 還擁有一個活躍的社區(qū)，在Python 包索引上擁有超過 37 萬個包和 340 萬個版本。你可以使用pip將它們下載到你的項目中，這是一個從 Python 包索引中提取包的包安裝程序。

以下是一些流行的軟件包：

• NumPy：一個處理數(shù)組的庫
• Pandas：用于分析數(shù)據(jù)
• Django：一個網(wǎng)絡框架

有關完整列表，請參閱awesome-python GitHub 存儲庫。

與 Node.js 一樣，Python 擁有大量視頻和書面內容，以及活躍的在線社區(qū)，以及在 40 多個國家/地區(qū)舉行的Python 會議 (PyCon)等會議。

判決

他們都在這里獲勝，因為 Node 和 Python 都擁有高質量的內容、活躍的社區(qū)以及大量用于開發(fā)的包。

常見用例

Python 和 Node.js 各有優(yōu)缺點，我們在此進行了深入介紹。由于 Python 的包和社區(qū)，一些任務更適合 Python，而由于語言的體系結構和其他因素，一些任務更適合 Node.js。

Node.js

由于 Node.js 的非阻塞和事件驅動架構，它往往常用于：

• CPU 綁定操作：由于良好的多線程支持
• I/O 操作：由于非阻塞和事件驅動的架構
• 實時應用程序：使用像socket.io 這樣的庫

Python

另一方面，科學界大力支持 Python，因此有許多用于機器學習、數(shù)據(jù)分析等的軟件包，例如：

• 數(shù)字貨幣
• 科學派
• Matplotlib

如果你的應用程序更專注于數(shù)據(jù)分析或使用科學家使用的工具，那么 Python 是一個很好的選擇。

判決

兩者都很好。這主要取決于你想用它們做什么。Node.js 適用于實時應用程序，而 Python 適用于需要數(shù)據(jù)分析和可視化的應用程序。

結論

我們已經(jīng)到了本文的結尾。我們已經(jīng)了解了 Python 和 Node.js 之間的區(qū)別，我希望你已經(jīng)了解到?jīng)]有完美的工具。盡管如此，這些語言仍在努力解決其局限性，無論是使用內置工具還是第三方工具。

你對后端語言的選擇很大程度上取決于你要構建的應用程序類型，我希望本指南可以幫助你為后端做出正確的決定。

僅200個監(jiān)控生產(chǎn)中失敗和緩慢的網(wǎng)絡請求

部署基于節(jié)點的 Web 應用程序或網(wǎng)站是很容易的部分。確保你的 Node 實例繼續(xù)為你的應用程序提供資源是事情變得更加困難的地方。如果你有興趣確保對后端或第三方服務的請求成功可以嘗試 LogRocket。

https://logrocket.com/signup/

LogRocket就像一個用于網(wǎng)絡和移動應用程序的 DVR，記錄用戶與你的應用程序交互時發(fā)生的所有事情。無需猜測問題發(fā)生的原因，你可以匯總和報告有問題的網(wǎng)絡請求，以快速了解根本原因。

LogRocket 檢測你的應用程序以記錄基準性能時間，例如頁面加載時間、第一個字節(jié)的時間、緩慢的網(wǎng)絡請求，并記錄 Redux、NgRx 和 Vuex 操作/狀態(tài)。免費開始監(jiān)控。