Node.js

Node.js

学习是为了更好地表达自己的思想，而这是机器代替不了的--尘风

初识Node.js

Node.js 概述

• Node.js 概念
  • Node.js是运行在服务端的JavaScript
  • Node.js是一个基于Chrome JavaScript运行时建立的一个平台
  • Node.js是一个事件驱动I/O服务端JavaScript环境，基于Google的V8引擎
• Node.js 前置
  • Node.js前置知识是JavaScript
• Node.js 版本
  • 在终端可用node -v或node --version来查看当前Node版本，不同版本可能有差异
• Node.js 模式
  • 脚本模式（node命令+js文件，如：node 1.js）和交互模式（终端+node指令+输入语句）

Node.js 使用

• Node.js 安装
  • Node.js官网上根据不同平台系统下载Node.js安装包（.msi、.exe、.pkg、.zip）安装
    • Node.js官网
    • Node.js历史版本下载地址
    • Node.js安装包及源码下载地址
    • Windows 32位安装包下载地址
    • Windows 64位安装包下载地址
    • Linux安装Node.js须安装Python 2.6或2.7，不建议安装Python 3.0以上版本
• Node.js 配置
  • Node.js的配置是检测path系统环境变量是否有Node.js

Node.js 工具

Node.js NPM

• Node.js NPM
  • npm是同Node.js一起安装的包管理工具，能解决Node.js代码部署的问题
  • npm场景：下载第三方包、下载安装命令行程序、将包或命令行程序上传以供别人用
• NPM 常用命令
  • install npm -g：更新npm版本
  • npm --version或npm -v：查看npm版本
  • npm install <Module Name>：安装npm包
  • npm install -g cnpm --registry=镜像地址：设置npm镜像
• NPM 包安装方式
  • npm的包安装分为本地安装（local）、全局安装（global），命令行的差别在于是否有-g
• NPM 版本号解释
  • npm版本号分为X.Y.Z三位，分别代表主版本号、次版本号、补丁版本号
  • npm代码变更时版本号按以下原则更新：
    • 只修复bug：更新Z位
    • 新增功能但向下兼容：更新Y位
    • 有大变动且向下不兼容：更新X位
    • npm官网地址
• NPM 设置推荐镜像
  • npm镜像推荐设置淘宝npm镜像，因国内直接用npm官方镜像非常慢
    • 淘宝npm镜像是一个完整npmjs.org镜像
    • 淘宝镜像地址
    • 可用淘宝定制的cnpm(gzip压缩支持) 命令行工具代替默认的npm
  • 命令：npm install -g cnpm --registry=https://registry.npmmirror.com

Node.js REPL

• Node.js REPL
  • Node.js REPL(Read Eval Print Loop) 交互式解释器，可在其输入命令并接收系统响应
    • Node.js REPL表示一个电脑的环境
    • 先输入node命令启动Node终端，然后才能用REPL
    • 与REPL类似的有Windows的终端或Unix/Linux shell
  • Node自带的交互式解释器可执行打印、执行、循环、读取操作，同时还可进行JS代码调试
    • 打印：输出结果
    • 执行：执行输入的数据结构
    • 循环：循环操作以上步骤直到用户两次按下Ctrl+C退出
    • 读取：读取用户输入，解析输入的Javascript数据结构并存储在内存中
  • REPL常见命令如下：
    • Ctrl+C：退出终端
    • tab：列出当前命令
    • .help：列出使用命令
    • 按两次Ctrl+C或Ctrl+D：退出REPL

深入Node.js

Node.js 应用

• Node.js 应用组成
  • Node.js应用由require指令、创建服务器、接收请求与响应请求组成
    • require指令：用来加载和引入模块（内置模块、第三方模块、自定义模块）
    • 创建服务器：创建服务器用来监听客户端的请求，
      • 类似的HTTP服务器有：Apache、Nginx
    • 接收请求与响应请求:客户端用浏览器或终端发送请求，服务器接收请求后返回响应数据
• Node.js 创建应用
  • Node.js创建应用指将Node.js的应用组成进行代码实现（实现应用和HTTP服务器）

Node.js 回调函数

• Node.js 回调函数简介
  • Node.js回调函数体现了异步编程
    • 异步编程依托于回调来实现，但不是用了回调后程序就是异步化
  • Node.js回调函数通过处理大量的并发请求，大大提高了Node.js的性能
  • Node.js回调函数在完成任务后就被调用，Node用了大量回调函数且所有API都支持它
  • 回调函数一般作为函数最后一个参数出现：function foo1(name,age,callback) {}
• Node.js 阻塞和非阻塞
  • 阻塞是按顺序执行而非阻塞是不按顺序执行（回调函数callback）

Node.js事件循环

• Node.js 事件循环
  • Node.js事件循环指Node.js单线程类似进入while(true)，直到无事件观察者退出
    • Node.js是单进程单线程应用程序
    • Node.js因V8引擎提供的异步执行回调接口，来处理大量并发带来极高性能
  • Node.js基本上所有事件机制都是用设计模式中观察者模式实现
    • 每个异步事件都生成一个事件观察者，如果有事件发生就调用该回调函数
• Node.js 事件驱动
  • Node.js使用事件驱动模型，当web server收到请求就关闭，然后去服务下个web请求
    • 非阻塞式IO或事件驱动IO的特性使得Node.js扩展性高
    • 在事件驱动模型中，会生成一个主循环来监听事件，当检测到事件时触发回调函数
    • 非阻塞式IO或事件驱动IO指Web服务器会一直接受请求而不等待任何读写操作
  • Node.js有内置的事件，可通过引入events模块并实例化EventEmitter类来绑定和监听
    • 引入events模块：var events = require('events');
    • 实例化EventEmitter类：var eventEmitter = new events.EventEmitter();
    • 绑定事件：eventEmitter.on('eventName', eventHandler);
    • 触发事件：eventEmitter.emit('eventName');

Node.js EventEmitter

• Node.js EventEmitter类
  • EventEmitter是Node.js的一个类
  • Node.js所有异步I/O操作在完成时都会发送一个事件到事件队列
  • Node.js所有产生事件的对象都是events.EventEmitter的实例化对象
  • Node.js对象会分发事件，如：net.Server新连接、fs.readStream文件被打开
• Node.js events模块
  • events模块只提供一个events.EventEmitter对象，可通过require("events")访问
    • EventEmitter是对事件触发与事件监听器功能的封装
    • EventEmitter提供多个函数，如：on（绑定事件）、emit（触发事件）
    • EventEmitter定义了一个特殊事件error，包含了错误的语义，在遇到异常时触发
    • error触发时EventEmitter若无响应的监听器，会把它当作异常退出程序并输出错误
      • 一般要为会触发error事件的对象设置监听器，避免遇到错误后整个程序崩溃
    • EventEmitter触发的事件有：
      • error事件：实例化错误时触发
      • newListener事件：添加新监听器时触发
      • removeListener事件：监听器移除时触发

Node.js Buffer

• Node.js Buffer
  • Buffer类用来创建一个专门存放二进制数据的缓存区，以让Node.js处理二进制数据
    • Buffer类适用于TCP流或文件流等二进制的数据
    • Buffer类解决了JS只有字符串数据类型无二进制数据类型的问题
  • Buffer类是随Node内核一起发布的核心库，其为Node.js带来了一种存储原始数据的方法
    • Buffer类主要通过I/O操作移动其中的数据
    • Buffer实例存储了原始数据，Buffer类似整数数组，对应V8堆内存外的原始内存
  • Buffer实例用于表示编码字符序列，经显式字符编码可在Buffer实例与JS字符串间转换
    • Node.js目前支持的字符编码有：
      • base64：Base64编码
      • ucs2：utf16le的别名
      • binary：latin1的别名
      • hex：将每个字节编码为两个十六进制字符
      • latin1：一种把Buffer编码成字节编码的字符串的方式
      • ascii：仅支持7位ASCII数据，若设置去掉高位其编码非常快
      • utf8：多字节编码的Unicode字符，许多网页和其他文档格式都用
      • utf16le：占2或4B，小字节序编码的Unicode字符，支持代理U+10000~U+10FFFF
  • 创建Buffer类的API主要有：
    • Buffer.allocUnsafe(size)：返回一个指定大小的Buffer实例
    • Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])：返回一个指定大小的Buffer实例

Node.js Stream

• Node.js Stream
  • Stream所有对象都是EventEmitter实例
  • Stream是抽象接口且很多对象实现了它，如：request对象、stdout
  • Stream四种流类型：Readable、Writable、Duplex、Transform
  • Stream常用的事件：data、end、error、finish（已被写入到底层系统）
  • Stream的形式分为链式流、管道流
    • 链式流提供连接输出流到另外一个流并创建多个流操作链机制，用于管道操作
    • 管道流提供输出流到输入流机制，用于从一个流中获取数据并将其传递到另外一个流中

Node.js 模块系统

• Node.js 模块系统的简介
  • Node.js模块系统可让Node.js文件相互调用
  • 模块是Node.js应用程序基本组成部分，且文件和模块是相互对应即Node.js文件就是模块
    • 模块可是JS代码、JSON、编译过的C/C++扩展
  • Node.js提供exports、require对象用于导入模块
    • exports是模块公开的接口，require用于从外部获取模块的接口，即所获模块的exports对象
• Node.js 默认存在的模块
  • Node.js默认存在4类模块：原生模块、3种文件模块
    • http、fs、path：原生模块
    • mod：非原生模块的文件模块
    • ./mod或../mod：相对路径的文件模块
    • /pathtomodule/mod：绝对路径的文件模块

Node.js 函数

• Node.js 函数
  • Node.js函数的使用与JavaScript类似即一个函数可作为另一个函数的参数
    • 匿名函数指没有起名字的函数
    • 可先定义一个函数然后传递，也可在传递参数的地方直接定义函数

Node.js 路由

• Node.js 路由
  • Node.js路由通过提供的请求URL、GET参数、POST参数来执行相应的代码
  • 路由需要的数据都包含在request对象，该对象作为onRequest()回调函数第一个参数传递
    • 为解析这些数据需额外的Node.JS模块即url模块、querystring模块

Node.js 全局对象

• Node.js 全局对象
  • Node.js全局对象是global对象，类似于JS的Window对象
    • global最根本的作用是作为全局变量的宿主
    • 所有全局变量（除global外）都是global 对象的属性
    • Node.js中可直接访问到global属性，而不需要在应用中包含它
    • 全局对象（Global Object），它及其所有属性都可在程序的任何地方访问
• Node.js 全局变量
  • 全局变量被定义时同时也会成为全局对象属性，反之亦然
    • Node.js不可能在最外层定义变量，因所有代码都属于当前模块而它不是最外层上下文
  • 按照ECMAScript定义，满足以下条件的变量是全局变量：
    • 全局对象的属性
    • 在最外层定义的变量
    • 隐式定义的变量（未定义直接赋值的变量）
  • 最好不要用var定义变量以避免引入全局变量，因为它会污染命名空间，提高代码耦合风险
  • 常见的全局变量有：
    • __dirname：表示当前执行脚本所在的目录
    • __filename：表示当前正在执行的脚本的文件名，输出文件所在位置的绝对路径
    • process：表示当前Node.js进程状态的对象，提供了一个与操作系统的简单接口
• Node.js 常用工具
  • Node.js常用工具有util，它是一个Node.js核心模块，提供常用函数的集合
    • util用于弥补核心JS的功能过于精简的不足
  • util常见函数有：
    • util.inherits(constructor, superConstructor)： 实现对象间原型继承
    • util.inspect(object,[showHidden],[depth],[colors])：将对象转为字符串
    • util.callbackify(original)：将async异步函数转换成遵循异常优先的回调风格
    • Node.js官方参考API

Node.js 文件系统

• Node.js 文件系统
  • Node.js文件系统指fs，它提供了一组类似UNIX（POSIX）标准的文件操作API
    • Node导入文件系统模块(fs)语法：var fs = require("fs")
• Node.js 文件系统异步和同步
  • Node.js文件系统（fs 模块）模块中的方法均有异步和同步版本
    • 读取文件内容的函数有异步的fs.readFile()和同步的fs.readFileSync()
  • 建议用异步方法，因为异步比同步方法性能更高、速度更快且无阻塞
  • 异步的方法函数最后一个参数为回调函数，回调函数的第一个参数包含了错误信息(error)

Node.js GET/POST

• Node.js GET/POST
  • Node.js GET/POST最常出现在服务器和用户浏览器交互中，如：表单提交
  • GET请求直接被嵌入在路径中即URL是完整的请求路径，包括了?后面的部分
    • 可用url模块中的parse函数手动解析后面的内容作为GET请求的参数
  • POST请求的内容全部都在请求体中，http.ServerRequest并无一个属性内容为请求体
    • 等待请求体传输可能是一件耗时的工作
    • 恶意的POST请求会大大消耗服务器资源
    • node.js默认不解析请求体，若需要则手动来做

Node.js 高级

Node.js 工具模块

• Node.js 常用工具模块
  • 常用模块：OS（系统）、Path（路径）、Net（网络）、DNS（域名）、Domain

Node.js Web模块

• Web服务器
  • Web服务器指网站服务器，是驻留在因特网上某种类型计算机的程序
    • Web服务器基本功能就是提供Web信息浏览服务
  • 多数web服务器都支持服务端的脚本语言（php、python、ruby）等
    • web服务器通过脚本语言从数据库获取数据，将结果返回给客户端浏览器
• Web主流服务器
  • 目前最主流的三个Web服务器是Apache、Nginx、IIS
• Web应用架构
  • Web应用架构分为Client、Server、Business、Data
    • Data：数据层，一般由数据库组成
    • Client：一般指浏览器，可通过HTTP协议向服务器请求数据
    • Server：一般指Web服务器，可接收客户端请求并向客户端发送响应数据
    • Business：业务层，通过Web服务器处理应用程序，如：数据库交互、调用外部程序等
• Node.js Web模块
  • Node.js Web模块指http模块，http模块主要用于搭建HTTP服务端和客户端

Node.js Express框架

• Node.js Express框架简介
  • Express是一个简洁而灵活的Node.js Web应用框架, 提供了丰富的HTTP工具
    • Express可快速搭建一个完整功能的网站
• Node.js Express框架特性
  • Node.js Express框架核心特性主要有以下：
    • 可设置中间件来响应HTTP请求
    • 定义了路由表用于执行不同的HTTP请求动作
    • 可通过向模板传递参数来动态渲染HTML页面
• Node.js Express框架安装
  • Node.js Express框架安装须将其保存到依赖列表中
    • 安装命令：cnpm install express --save（前提是已设置好淘宝镜像）
  • Node.js Express安装在当前目录的node_modules目录，它会自动创建express目录
  • Node.js Express安装后还要同时安装以下几个重要的模块：
    • multer：node.js中间件，用于处理设置表单的MIME编码的表单数据
    • body-parser：node.js中间件，用于处理JSON、Raw、Text、URL编码数据
    • cookie-parser：解析Cookie的工具，通过req.cookies可取到传来的cookie，并将其转成对象
  • Express官网
  • Express4.x API英文版
  • Express4.x API中文版

Node.js RESTful

• REST
  • REST是设计风格而不是标准
  • REST通常基于使用HTTP、URI、XML、HTML、JSON
  • REST（Representational State Transfer）表述性状态传递，是一种软件架构风格
  • REST基本架构的Http方法：GET获取、PUT更新或添加、DELETE删除、POST添加
• RESTful
  • RESTful指满足表述性状态传递的约束条件和原则的应用程序或设计
  • RESTful基于REST架构的Web Services
    • Web service可开发分布式互操作的应用程序
    • Web service可用XML标准来描述、发布、发现、协调、配置应用程序
    • Web service是一个平台独立、低耦合、自包含、基于可编程的web应用程序

Node.js 多进程

• Node.js 多进程
  • Node.js 多进程指通过事件驱动处理并发，在多核cpu上创建多个子进程（Node是单线程）
  • Node.js 多进程的每个子进程总有三个流对象：child.stdin、child.stdout、child.stderr
    • 三个流对象可能会共享父进程的stdio 流，也可是独立的被导流的流对象
  • Node.js提供了child_process模块来创建子进程，其方法有：
    • child_process.spawn：使用指定的命令行参数创建新进程
    • child_process.exec：使用子进程执行命令，缓存子进程的输出
    • child_process.fork：spawn()的特殊形式，用在子进程中运行的模块

Node.js JXcore

• Node.js JXcore简介
  • Node.js JXcore是支持多线程的Node发行版本，基本无需对现有代码改动就可多线程运行
• Node.js JXcore安装
  • Node.js JXcore安装过程是先下载JXcore安装包，再解压，最后通过jx二进制文件命令操作
• Node.js JXcore文件
  • Node.js JXcore文件打包生成后的文件有index.jxp、index.jx
    • xxx.jx：完整包信息的二进制文件，可运行在客户端上
    • xxx.jxp：中间件文件，包含了需要编译的完整项目信息
• Node.js JXcore资源
  • JXcore功能特性
  • JXcore下载地址
  • JXcore安装参考

Node.js 数据库

• Node.js 连接MySQL
  • MySQL是关系型数据库管理系统，由瑞典MySQL AB开发，是Oracle旗下产品
  • 要在Node.js中用MySQL，须先安装MySQL，命令为：cnpm install mysql
• Node.js 连接MongoDB
  • MongoDB是一种文档导向数据库管理系统，由C++撰写而成
  • 要在Node.js中用MongoDB，须先安装MongoDB，命令为：cnpm install mongodb