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Lee's 程序人生

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Node.js：用JavaScript写服务器端程序-介绍并写个MVC框架

Posted on 2012-02-11 15:07  analyzer  阅读(520)  评论(0)  编辑  收藏  举报

(注：1、本文基于Node.js V0.3.6； 2、本文假设你了解JavaScript； 3、本文假设你了解MVC框架；4、本文作者：QLeelulu，转载请注明出处。5、本文示例源代码：learnNode.zip) 

 

Node.js是什么

Node让你可以用javascript编写服务器端程序，让javascript脱离web浏览器的限制，像C#、JAVA、Python等语言一样在服务器端运行，这也让一些熟悉Javascript的前端开发人员进军到服务器端开发提供了一个便利的途径。 Node是基于Google的V8引擎封装的，并提供了一些编写服务器程序的常用接口，例如文件流的处理。Node的目的是提供一种简单的途径来编写高性能的网络程序。

Node.js的性能

hello world 测试：

clip_image002

300并发请求，返回不同大小的内容：

clip_image004

为什么node有如此高的性能？看node的特性。

Node.js的特性

1. 单线程

2. 非阻塞IO

3. Google V8

4. 事件驱动

更详细的了解node请看淘宝UED博客上的关于node.js的一个幻灯片：http://www.slideshare.net/lijing00333/node-js

你好，世界

这，当然是俗套的Hello World啦（hello_world.js）：

var http = require('http');
http.createServer(function (req, res) {
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello World\n');
}).listen(8124, "127.0.0.1");
console.log('Server running at http://127.0.0.1:8124/');

require类似于C#的using、Python的import，用于导入模块（module）。node使用的是CommonJS的模块系统。http.createServer 的参数为一个函数，每当有新的请求进来的时候，就会触发这个函数。最后就是绑定要监听的端口。

怎么运行？

当然，是先安装node.js啦。到http://nodejs.org/下载并编译，支持Linux、Mac，也支持windows下的Cygwin。具体的安装说明见：http://howtonode.org/how-to-install-nodejs

装好node后，就可以运行我们的hello world了：

$ node hello_world.js
Server running at http://127.0.0.1:8124/

clip_image006

编程习惯的改变？

我们来写一个读取文件内容的脚本：

 

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//output_me.js
var fs = require('fs'), fileContent = 'nothing';
fs.readFile(__filename, "utf-8", function(err, file) { 
    if(err) { 
        console.log(err);
        return; 
    }
    fileContent = file;
    console.log('end readfile \n');
});
console.log('doSomethingWithFile: '+ fileContent +'\n');

这个脚本读取当前文件的内容并输出。__filename是node的一个全局变量，值为当前文件的绝对路径。我们执行这个脚本看一下：

clip_image008

有没发现结果不对呢？打印的fileContent并不是读取到的文件内容，而是初始化的时候赋值的nothing，并且‘end readfile’最后才打印出来。前面我们提到node的一个特性就是非阻塞IO，而readFile就是异步非阻塞读取文件内容的，所以后面的代码并不会等到文件内容读取完了再执行。请谨记node的异步非阻塞IO特性。所以我们需要将上面的代码修改为如下就能正常工作了：

 

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//output_me.js
var fs = require('fs'), fileContent = 'nothing';
fs.readFile(__filename, "utf-8", function(err, file) { 
    if(err) { 
        console.log(err);
        return; 
    }
    fileContent = file;
    //对于file的处理放到回调函数这里处理
    console.log('doSomethingWithFile: '+ fileContent +'\n');
});
console.log('我们先去喝杯茶\n');

写个Web MVC框架试试

下面我们用node来写一个小玩具：一个Web MVC框架。这个小玩具我称它为n2Mvc，它的代码结构看起来大概如下：

clip_image010

和hello world一样，我们需要一个http的服务器来处理所有进来的请求：

 

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var http = require('http'),
    querystring = require("querystring");
exports.runServer = function(port){
    port = port || 8080;
    var server = http.createServer(function(req, res){
        var _postData = '';
        //on用于添加一个监听函数到一个特定的事件
        req.on('data', function(chunk)
        {
            _postData += chunk;
        })
        .on('end', function()
        {
            req.post = querystring.parse(_postData);
            handlerRequest(req, res);
        });
    }).listen(port);
    console.log('Server running at http://127.0.0.1:'+ port +'/');
};

这里定义了一个runServer的方法来启动我们的n2Mvc的服务器。有没注意到runServer前面有个exports？这个exports相当于C#中的publish，在用require导入这个模块的时候，runServer可以被访问到。我们写一个脚本来演示下node的模块导入系统：

 

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//moduleExample.js
var myPrivate = '艳照，藏着';
exports.myPublish = '冠西的相机';
this.myPublish2 = 'this也可以哦';
console.log('moduleExample.js loaded \n');

执行结果：

clip_image002[9]

从结果中我们可以看出exports和this下的变量在外部导入模块后，可以被外部访问到，而var定义的变量只能在脚本内部访问。

从结果我们还可以看出，第二次require导入moduleExample模块的时候，并没有打印“moduleExample.js loaded”，因为require导入模块的时候，会先从require.cache 中检查模块是否已经加载，如果没有加载，才会从硬盘中查找模块脚本并加载。

require支持相对路径查找模块，例如上面代码中require('./moduleExample')中的“./”就代表在当前目录下查找。如果不是相当路径，例如 require('http')，node则会到require.paths中去查找，例如我的系统require.paths为：

clip_image004[7]

当require('http')的时候，node的查找路径为：

1、/home/qleelulu/.node_modules/http
2、/home/qleelulu/.node_modules/http.js
3、/home/qleelulu/.node_modules/http.node
4、/home/qleelulu/.node_modules/http/index.js
5、/home/qleelulu/.node_modules/http/index.node
6、/home/qleelulu/.node_libraries/http
7、/home/qleelulu/.node_libraries/http.js
8、参考前面

再看回前面的代码，http.createServer中的回调函数中的request注册了两个事件，前面提到过node的一个特点是事件驱动的，所以这种事件绑定你会到处看到（想想jQuery的事件绑定？例如$('a').click(fn)）。关于node的事件我们在后面再细说。request对象的data事件会在接收客户端post上来的数据时候触发，而end事件则会在最后触发。所以我们在data事件里面处理接收到的数据（例如post过来的form表单数据），在end事件里面通过handlerRequest 函数来统一处理所有的请求并分发给相应的controller action处理。

handlerRequest的代码如下：

 

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var route = require('./route');
var handlerRequest = function(req, res){
    //通过route来获取controller和action信息
    var actionInfo = route.getActionInfo(req.url, req.method);
    //如果route中有匹配的action，则分发给对应的action
    if(actionInfo.action){
        //假设controller都放到当前目录的controllers目录里面，还记得require是怎么搜索module的么？
        var controller = require('./controllers/'+actionInfo.controller); // ./controllers/blog
        if(controller[actionInfo.action]){
            var ct = new controllerContext(req, res);
            //动态调用，动态语言就是方便啊
            //通过apply将controller的上下文对象传递给action
            controller[actionInfo.action].apply(ct, actionInfo.args);
        }else{
            handler500(req, res, 'Error: controller "' + actionInfo.controller + '" without action "' + actionInfo.action + '"')
        }
    }else{
        //如果route没有匹配到，则当作静态文件处理
        staticFileServer(req, res);
    }
};

这里导入来一个route模块，route根据请求的url等信息去获取获取controller和action的信息，如果获取到，则通过动态调用调用action方法，如果没有匹配的action信息，则作为静态文件处理。

下面是route模块的代码：

 

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var parseURL = require('url').parse;
//根据http请求的method来分别保存route规则
var routes = {get:[], post:[], head:[], put:[], delete:[]};
/**
* 注册route规则
* 示例：
* route.map({
*     method:'post',
*     url: /\/blog\/post\/(\d+)\/?$/i,
*     controller: 'blog',
*     action: 'showBlogPost'
* })
*/
exports.map = function(dict){
    if(dict && dict.url && dict.controller){
        var method = dict.method ? dict.method.toLowerCase() : 'get';
        routes[method].push({
            u: dict.url, //url匹配正则
            c: dict.controller,
            a: dict.action || 'index'
        });
    }
};
exports.getActionInfo = function(url, method){
    var r = {controller:null, action:null, args:null},
        method = method ? method.toLowerCase() : 'get',
        // url: /blog/index?page=1 ,则pathname为: /blog/index
        pathname = parseURL(url).pathname;
    var m_routes = routes[method];
    for(var i in m_routes){
        //正则匹配
        r.args = m_routes[i].u.exec(pathname);
        if(r.args){
            r.controller = m_routes[i].c;
            r.action = m_routes[i].a;
            r.args.shift(); //第一个值为匹配到的整个url，去掉
            break;
        }
    }
    //如果匹配到route，r大概是 {controller:'blog', action:'index', args:['1']}
    return r;
};

map方法用于注册路由规则，我们新建一个config.js的文件，来配置route规则：

 

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//config.js
var route = require('./route');
route.map({
    method:'get',
    url: /\/blog\/?$/i,
    controller: 'blog',
    action: 'index'
});

如果请求的url有匹配的route规则，则会返回controller和action信息。例如上面的route配置，当访问 /blog 这个url的时候，则会调用 ./controllers/blog.js 模块里面的index函数。

当调用action的时候，会传递controllerContext给acation： 

 var ct = new controllerContext(req, res);
            //动态调用，动态语言就是方便啊
 //通过apply将controller的上下文对象传递给action
            controller[actionInfo.action].apply(ct, actionInfo.args);

这里会通过apply将controllerContext作为action的this，并传递args作为action的参数来调用action。

ontrollerContext封装了一些action会用到的方法： 

 

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//controller的上下文对象
var controllerContext = function(req, res){
this.req = req;
this.res = res;
this.handler404 = handler404;
this.handler500 = handler500;
};
controllerContext.prototype.render = function(viewName, context){
viewEngine.render(this.req, this.res, viewName, context);
};
controllerContext.prototype.renderJson = function(json){
viewEngine.renderJson(this.req, this.res, json);
};

 在action中处理完逻辑获取获取到用户需要的数据后，就要呈现给用户。这就需要viewEngine来处理了。ViewEngine的代码如下：

 

 

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var viewEngine = {
    render: function(req, res, viewName, context){
        var filename = path.join(__dirname, 'views', viewName);
        try{
            var output = Shotenjin.renderView(filename, context);
        }catch(err){
            handler500(req, res, err);
            return;
        }
        res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});
        res.end(output);
    },
    renderJson: function(res, json){
        //TODO:
    }
};

这里viewEngine主要负责模板解析。node有很多的可用的模块，模板解析模块也有一大堆，不过这里我们是要“玩”，所以模板解析系统我们这里使用jstenjin来稍作修改：

 

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//shotenjin.js 增加的代码
//模板缓存，缓存解析后的模板
Shotenjin.templateCatch = {};
//读取模板内容
//在模板中引用模板使用： {# ../layout.html #}
Shotenjin.getTemplateStr = function(filename){
    //console.log('get template:' + filename);
    var t = '';
    //这里使用的是同步读取
    if(path.existsSync(filename)){
        t = fs.readFileSync(filename, 'utf-8');
    }else{
        throw 'View: ' + filename + ' not exists';
    }
    t = t.replace(/\{#[\s]*([\.\/\w\-]+)[\s]*#\}/ig, function(m, g1) {
        var fp = path.join(filename, g1.trim())
        return Shotenjin.getTemplateStr(fp);
    });
    return t;
};
Shotenjin.renderView = function(viewPath, context) {
    var template = Shotenjin.templateCatch[viewPath];
    if(!template){
        var template_str = Shotenjin.getTemplateStr(viewPath);
        var template = new Shotenjin.Template();
        template.convert(template_str);
        //添加到缓存中
        Shotenjin.templateCatch[viewPath] = template;
    }
    var output = template.render(context);
    return output;
};
global.Shotenjin = Shotenjin;

增加的代码主要是读取模板的内容，并解析模板中类似 {# ../layout.html #} 的标签，递归读取所有的模板内容，然后调用jstenjin的方法来解析模板。

这里读取文件内容使用的是fs.readFileSync，这是同步阻塞读取文件内容的，和我们平时使用的大多编程语言一样，而fs.readFile的非阻塞异步读。

这里的shotenjin.js原来是给客户端web浏览器javascript解析模板用的，现在拿到node.js来用，完全不用修改就正常工作。Google V8真威武。

现在基本的东西都完成了，但是对于静态文件，例如js、css等我们需要一个静态文件服务器：

 

 

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var staticFileServer = function(req, res, filePath){
    if(!filePath){
        filePath = path.join(__dirname, config.staticFileDir, url.parse(req.url).pathname);
    }
    path.exists(filePath, function(exists) { 
        if(!exists) { 
            handler404(req, res); 
            return; 
        } 
        fs.readFile(filePath, "binary", function(err, file) { 
            if(err) { 
                handler500(req, res, err);
                return; 
            }
            var ext = path.extname(filePath);
            ext = ext ? ext.slice(1) : 'html';
            res.writeHead(200, {'Content-Type': contentTypes[ext] || 'text/html'});
            res.write(file, "binary");
            res.end();
        }); 
    });
};
var contentTypes = {
  "aiff": "audio/x-aiff",
  "arj": "application/x-arj-compressed"
  //省略
}

简单来说就是读取文件内容并写入到response中返回给客户端。

现在该有的都有了，我们写一个action： 

 

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// ./controllers/blog.js
exports.index = function(){
    this.render('blog/index.html', {msg:'Hello World'});
};

blog/index.html的内容为： 

{# http://www.cnblogs.com/header.html #}
        <h3 class="title">n2Mvc Demo</h3>
        <h1>#{msg}</h1>
{# http://www.cnblogs.com/footer.html #}

 接着，就是写一个脚本来启动我们的n2Mvc了：

// run.js
var n2MvcServer = require('./server');
n2MvcServer.runServer();

ok，运行我们的启动脚本：

在浏览器访问看看：

clip_image006[7]

嗯嗯，一切正常。

 

好，接下来我们再写一个获取新浪微博最新微博的页面。首先，我们在config.js中增加一个route配置：

 

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route.map({
    method:'get',
    url: /\/tweets\/?$/i,
    controller: 'blog',
    action: 'tweets'
});

然后开始写我们的cnotroller action：

 

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var http = require('http'),
    events = require("events");
var tsina_client = http.createClient(80, "api.t.sina.com.cn");
var tweets_emitter = new events.EventEmitter();
// action: tweets
exports.tweets = function(blogType){
    var _t = this;
    var listener = tweets_emitter.once("tweets", function(tweets) { 
        _t.render('blog/tweets.html', {tweets: tweets});
    });
    get_tweets();
};
function get_tweets() {
    var request = tsina_client.request("GET", "/statuses/public_timeline.json?source=3243248798", {"host": "api.t.sina.com.cn"});
    request.addListener("response", function(response) {
        var body = "";
        response.addListener("data", function(data) {
            body += data;
        });
        response.addListener("end", function() {
            var tweets = JSON.parse(body);
            if(tweets.length > 0) {
                console.log('get tweets \n');
                tweets_emitter.emit("tweets", tweets);
            }
        });
    });
    request.end();
}

这里使用http.createClient来发送请求获取新浪微博的最新微博，然后注册相应事件的监听。这里详细说下node的事件系统：EventEmitter。 EventEmitter可以通过require('events'). EventEmitter来访问，创建一个 EventEmitter的实例emitter后，就可以通过这个emitter来注册、删除、发出事件了。

例如上面的代码中，先创建来一个EventEmitter的实例：

var tweets_emitter = new events.EventEmitter();

然后用once注册一个一次性的事件监听：

 var listener = tweets_emitter.once("tweets", function(tweets) {  
        _t.render('blog/tweets_data.html', {tweets: tweets});
    });

once注册的事件在事件被触发一次后，就会自动移除。

最后，通过emit来发出事件：

tweets_emitter.emit("tweets", tweets);

这样，整个事件的流程都清晰了。

下面写一下显示tweets的模板： 

tweets.html

 

万事大吉，运行并访问：

clip_image008[6]

 

附一个简单的和Django的对比测试

 

 

后记

本文写的mvc框架完全是为了尝试node.js，其实node已经有很多的 Modules可以用，也有比较成熟的web框架Express。如果你要实现一个模块之前，可以先到node的modules页面查找下有没有你需要的模块先。

本文示例源代码：learnNode.zip

一些资源：

 node.js的文档：http://nodejs.org/api.html

How To Node:  http://howtonode.org

Node.js中文社区： http://cnodejs.org （由淘宝的工程师发起）

learning-serverside-javascript-with-node-js: http://net.tutsplus.com/tutorials/javascript-ajax/learning-serverside-javascript-with-node-js/ (中文翻译版：http://www.osseye.com/?p=456 )

 
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