Node.js到底是什么？

前言

Node.js是一个基于Chrome V8引擎的JavaScript运行环境。

JavaScript是脚本语言，脚本语言需要一个解析器(运行环境)才能运行，若运行在浏览器中，则浏览器就是JavaScript的解析器(运行环境)，而对于独立运行的js，Node.js就是一个解析器(运行环境)；

以CHrome浏览器为例，JavaScript运行环境如下：

而在Node.js中，JavaScript运行环境如下：

Node.js通过Chrome V8将js翻译成c或c++代码，供底层使用；

与浏览器运行环境相比，nodejs缺少了对dom的操作，增加了跨域请求/文件读写等功能；

与传统服务器相比（如java服务器）：

传统服务器每次产生一个请求时，则会生成一个线程(进程)；这样就会产生一个问题：

由于请求的速度由用户决定，响应的速度可以通过提升带宽等方法来提升速度。但是i/o的输入输出速度是比较难提升的。而每一个请求都会产生一个线程（橙色框），数据请求又比较慢就会出现很多线程在缓存中等待，从而造成大量的内存浪费。

node服务器则采用单线程模式（橙色框），即不管产生多少请求都只有一个线程，这样就可以大大节省内存，降低成本；

传统服务器处理（java服务器），橙色框表示线程（多线程）

node服务器处理橙色框表示线程（单线程）

node特点如下：

异步非阻塞的I/O(I/O线程池)
特别适用于I/O密集型应用
事件循环机制
单线程（处理不好cpu密集型任务）
跨平台
回调函数嵌套过多（不足）
node中的全局对象是global，使用common.js模块化方法

总而言之，

当JavaScript作为前端开发语言来说，需要在浏览器的环境上进行
当JavaScript作为后端开发语言来说，需要在node.js的环境上进行

npm

npm全称是Node Package Manager，即Node的包管理器（安装完node后自动安装npm）；通过npm可以对Node的包进行搜索/下载/安装/删除/上传等操作；

npm的包服务器是https://registry.npmjs.org

npm init // 初始化项目等package.json文件
npm search 包名// 搜索指定的包
npm install 包名// 安装指定包
npm install 包名 --save 或 npm install 包名 -S// 安装指定包并添加到项目的生产依赖中
npm install 包名 --save-dev 或 npm install 包名 -D// 安装指定包并添加到项目的开发依赖中
npm install 包名 --g // 全局安装指定包
npm install XXX@YYY // 安装XXX包的YYY版本
npm install  // 安装项目package.json中的所有依赖
npm remove 包名  // 删除指定包，同时会移除package.json中的声明

cnpm

因为npm的远程服务器在国外，所以会遇到访问过慢或无法访问的情况，所以淘宝搭建了一个国内的npm服务器，它每隔10分钟将国外npm服务器的所有内容搬运回国内的服务器上，这样我们就可以直接访问淘宝的国内服务器了。镜像地址是：https://registry.npm.taobao.org/

使用时将npm地址改为淘宝镜像，命令依然使用与上述npm讲解的命令；

npm config set registry https://registry.npm.taobao.org // 设置为淘宝镜像
npm config get registry  // 查看npm地址是否设置成功，若为上面地址则设置成功

yarn

yarn的查找算法要比npm更精准，使用的依然是npm仓库，在业界口碑更好；

npm install -g yarn // 全局安装yarn

yarn的全局安装位置与npm不同，要配置yarn的全局安装路径到环境变量中，否则全局安装的包不起作用，具体操作如下：

yarn global dir // 查看全局安装的yarn所在位置
yarn global bin // 查看全局安装的yarn bin所在位置

将上述两个命令的地址添加到环境变量中即可；

yarn操作包的指令如下：

yarn init // 初始化项目
yarn // 安装项目package.json中所有依赖
yarn add xxx@yyy // 安装xxx包的yyy版本
yarn add xxx@yyy -D // 下载指定开发依赖
yarn global add xxx // 全局下载指定包
yarn remove xxx // 删除指定依赖包
yarn global remove xxx // 全局删除指定依赖包

Buffer缓冲器

Buffer是一个和数组类似的对象，不同的是Buffer是专门用来保存二进制数据的；

特点：

大小固定：在创建时就确定了，且无法调整；
性能较好：直接对计算机的内存进行操作，效率高，存储和读取很快；
每个元素大小为1字节（byte）---8bit
Buffer是Node中非常核心的模块，无需下载，无需引入，直接即可使用；

创建Buffer

创建Buffer有三种方式：

let buff1 = Buffer.alloc(10); // 直接在堆里开辟一块没人用过的空间
console.log(buff1); // <Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00> Buffer存储的是二进制，但是输出时以16进制展示
let buff2 = Buffer.allocUnsafe(10); // 在堆里开辟空间（该空间可能包含有被弃用的数据），性能好，但是容易造成数据泄露
console.log(buff2); // <Buffer 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00>
let buff3 = Buffer.from('hello, Buffer');
// 将数据存入一个Buffer实例
console.log(buff3); // <Buffer 68 65 6c 6c 77 2c 20 42 75 66 66 65 72>

文件系统

所谓文件系统，就是对计算机的文件进行增删改查等操作；Node提供了fs模块专门用于操作文件；fs模块是Node的核心模块，只需引入即可使用；

文件写入

writeFile(file, data[, options], callback)异步简单文件写入方式

// file 为要写入的文件路径+文件名+文件后缀
// data 为要写入的数据
// options 配置项(可选参数)， 包括：
      // encoding: 字符串格式，默认是'utf8'
      // mode: 整数格式， 默认是0o666 = 0o222+0o444
           // 0o111: 文件可被执行的权限
           // 0o222: 文件可被写入的权限
           // 0o444: 文件可被读取的权限
      // flag: 标识(打开文件要执行的操作)，默认是'w' 
           // w（写入，即覆盖）
           // a（追加） 
// callback 回调函数，传入错误对象err，若写入成功，则err为空

let fs = require('fs') // node使用commonJs模块方式
fs.writeFile(__dirname + '/1.txt', 'hello, node', (err) => {
    if (err) {
        console.log('写入失败');
    } else {
        console.log('写入成功'); // 则在当前文件夹下会生成1.txt文件，内容为hello, node
    }
})

let fs = require('fs') // node使用commonJs模块方式
fs.writeFile(__dirname + '/1.txt', 'hello, Thuesday', {flag: 'a'},  (err) => {
    if (err) {
        console.log('写入失败');
    } else {
        console.log('写入成功'); // 则在当前文件夹下会追加生成1.txt文件，内容为hello, nodehello, Thuesday（因为1.txt中原本内容为hello, node）
    }
})

createWriteStream(path[, options]) 异步流式文件写入

// path 为要写入的文件路径+文件名+文件后缀
// options 配置项(可选参数)， 包括：
      // encoding: 字符串格式，默认是'utf8'
      // mode: 整数格式， 默认是0o666 = 0o222+0o444
           // 0o111: 文件可被执行的权限
           // 0o222: 文件可被写入的权限
           // 0o444: 文件可被读取的权限
      // flags: 标识(打开文件要执行的操作)，默认是'w' 
           // w（写入，即覆盖）
           // a（追加） 
      // fd： 文件统一标识符，linux下文件标识符，默认是null
      // autoClose: 自动关闭文件，默认是true
      // emitClose: 默认是false
      // start: 开始写入的位置

let fs = require('fs') // node使用commonJs模块方式
let ws = fs.createWriteStream(__dirname + '/2.txt')
// 监视写入流打开或关闭状态
ws.on('open', () => {
    console.log('写入流打开了');
})
ws.on('close', () => {
    console.log('写入流关闭了');
})
ws.write('hello, new day') // 写入数据，成功后，在当前文件夹下会生成2.txt文件，内容为hello, new day
ws.write('ok, fine') 
ws.close() // 在node8版本中，使用close关闭会导致数据丢失，一般使用end()关闭流

读取文件

readFile(path[, options], callback) 异步读取简单文件

// path 为要写入的文件路径+文件名+文件后缀
// options 配置项(可选参数)， 包括：
      // encoding: 字符串格式，默认是'utf8'
      // mode: 整数格式， 默认是0o666 = 0o222+0o444
           // 0o111: 文件可被执行的权限
           // 0o222: 文件可被写入的权限
           // 0o444: 文件可被读取的权限
      // flag: 标识(打开文件要执行的操作)，默认是'w' 
           // w（写入，即覆盖）
           // a（追加） 
// callback 回调函数，传入错误对象err和成功数据data

let fs = require('fs')
fs.readFile(__dirname + '/1.txt', (err, data) => {
    if (err) {
        console.log('读取失败',err);
    } else {
        console.log('读取成功', data); // 读取成功 <Buffer 68 65 6c 6c 6f 2c 20 6 .... more bytes>
    }
})

fs读出来的data数据是Buffer格式（因为不一定全是字符串格式，也有可能是流媒体格式，存成Buffer后面好使用）;

let fs = require('fs')
fs.readFile(__dirname + '/1.txt', (err, data) => {
    if (err) {
        console.log('读取失败',err);
    } else {
        console.log('读取成功', data); // 读取成功 <Buffer 68 65 6c 6c 6f 2c 20 6 .... more bytes>
        fs.writeFile(__dirname+'/3.txt', data, (err) => {
            if (err) {
               console.log('写入失败'); 
            } else {
               console.log('写入成功');
            }
        })
    }
})

createReadStream(path[, options]) 流式文件读取

// path 为要写入的文件路径+文件名+文件后缀
// options 配置项(可选参数)， 包括：
      // encoding: 字符串格式，默认是'utf8'
      // mode: 整数格式， 默认是0o666 = 0o222+0o444
           // 0o111: 文件可被执行的权限
           // 0o222: 文件可被写入的权限
           // 0o444: 文件可被读取的权限
      // flags: 标识(打开文件要执行的操作)，默认是'w' 
           // w（写入，即覆盖）
           // a（追加） 
      // fd： 文件统一标识符，linux下文件标识符，默认是null
      // autoClose: 自动关闭文件，默认是true
      // emitClose: 默认是false
      // start: 开始读取的位置
      // end: 停止读取的位置
      // highWaterMark: 每次读取数据的大小，默认是64*1024

let fs = require('fs') // node使用commonJs模块方式
let rs = fs.createReadStream(__dirname + '/1.txt')
let ws = fs.createWriteStream(__dirname + '/4.txt')
rs.on('open', () => {
    console.log('可读流打开了');
})
rs.on('close', () => {
    console.log('可读流关闭了');
    ws.end() // 关闭写入流，在可读流读完的时候，会自动关闭，此时关闭写入流最为合适
})
ws.on('open', () => {
    console.log('写入流打开了');
})
ws.on('close', () => {
    console.log('写入流关闭了');
})
rs.on('data', (data) => {
    // 对data事件进行监控，可以看到每次读取的data是啥
    console.log(data, '每次读取的data是啥');
    ws.write(data) // 写入每次读取的数据
})

简单文件写入和简单文件读取，都是一次性将所有要读取或写入的内容加到内存中去，容易造成内存泄露～

http服务

node自带有http模块，可以直接引入使用即可；

分为三个步骤：

引入node内置的http模块

let http = require('http')

创建服务对象

let server = http.createServer(function(request, response) {
  // 其中request是请求对象， response是响应对象
  response.setHeader('content-type', 'text/html;charset=utf8') // 可设置响应头
  response.end('返回的数据在这里传回')
})

指定服务器运行的端口号并绑定监听

server.listen(端口号, function(err) {
    if(!err) console.log('服务器启动成功')
    else console.log(err)
})

Express

node作为一个JavaScript运行环境，提供了很多基础的功能和API，基于node.js也衍生出了很多框架，如Express是一个基于Node.js平台的极简、灵活的web应用开发框架，它提供一系列强大的特性，帮助快速创建各种web和移动设备应用，官网见Express - Node.js web application framework

Express 框架核心特性：

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

基本使用方式如下：

const express = require('express') // 引入express
const app = express() // 创建app服务对象
// 配置理由，发送请求
app.get('xxx路由', function(request, response) {
    response.send('这里是后台要返回的数据')  
})
// 通过app.get发送get请求，通过app.post发送post请求
//  response.send中返回后台数据
// 指定服务器运行的端口号并监听
app.listen(端口号, function(err) {
    if(!err) console.log('服务器启动成功了')
    else console.log(err)
})

请求方法

express支持所有http请求方法，如get、post、delete、put以及all方法（用以支持restful API）等

app.METHOD(path, callback [, callback ...]) // 可传入多个回调

示例：

app.all('/secret', (req, res, next) => {
  console.log('Accessing the secret section ...')
  next() // pass control to the next handler
})

在路径path中可以包含限定字符? （匹配前面字符零次或一次）、+（匹配前面字符一次或多次） *（任意字符）以及括号（）；

app.get('/ab?cd', (req, res) => { // 匹配路径/acd与/abcd
  res.send('ab?cd') 
})
app.get('/ab+cd', (req, res) => { // 匹配路径/abcd、/abbcd、/abbbcd等等
  res.send('ab+cd')
})
app.get('/ab*cd', (req, res) => { // 匹配路径/abcd /abxcd /ab1cd /ab1234cd等等
  res.send('ab*cd')
})
app.get('/ab(cd)?e', (req, res) => { // 匹配路径/abe与/abcde
  res.send('ab(cd)?e')
})

可支持多个回调函数调用，但在每个回调结束记得要指定next()，此方法类似于后面要讲的中间件方法~

app.get('/example/b', (req, res, next) => {
  console.log('the response will be sent by the next function ...')
  next()
}, (req, res) => {
  res.send('Hello from B!')
})

Request对象

Request对象是express中路由回调函数中的第一个参数，代表了用户发送给服务器的请求信息；

属性/方法	描述
request.query	可获取get请求查询字符串的参数，拿到的是一个对象，如路由为/demo?name="team"&age="12"，则request.query是{ name: "'team'", age: "'12'" }
request.params	可以获取get请求参数路由的参数，拿到的是一个对象如路由为/demo/team/28，则request.params是{ name: 'team', age: '28' }
request.body	可以获取post请求体，拿到的是一个对象(不可以直接用，要借助中间件)
request.get(xxx)	获取请求头中指定key对应的value，如console.log(request.get('HOST')), 输出为localhost:3000

Response对象

属性/方法	描述
response.send()	给浏览器的响应
response.end()	结束响应进程
response.download()	给浏览器一个文件
response.sendFile()	给浏览器发送文件
response.redirect()	重定向到一个新的地址（url）
response.set(key, value)	自定义响应头key-value
response.get()	获取响应头指定key值
response.status()	设置响应状态码（一般不设置，由http自动设置）
response.json()	返回json格式响应
response.jsonp()	返回jsonp处理的json格式响应

中间件

中间件本质上就是一个函数，包含三个参数：request, response, next，其作用是：

执行任何代码
修改请求和响应对象
终结请求-响应循环（让一次请求得到响应）
调用堆栈中的下一个中间件或路由

分为四种：

应用（全局）级中间件（用于过滤非法的请求，如防盗链）

第一种写法：app.use((request, response, next) => { }) ,使用这种方式的中间件，则每个请求都会经过此中间件进行过滤

// demo.js
const express = require('express')
const app = express()
// 利用中间件防止盗链
app.use((request, response, next) => {
  if (request.get('Referer')) {
    const testReferer = request.get('Referer')
    console.log(testReferer)
    if (testReferer !== '要校验的某网站') {
      next()
    } else {
      response.send('无权使用该网站的图片')
    }
  } else {
    // 若没有网站来源，也放行
    next()
  }
})
app.get('/', function(request, response) {
  response.redirect('https://www.baidu.com')
})

第二种写法: 使用函数定义，该种方法较为灵活，可灵活用在某个需要的地方

// demo.js
const express = require('express')
const app = express()
// 函数式中间件
function guard(request, response, next) {
  request.demo = 123 // 给request设置字段demo为123
  if (request.get('Referer')) {
    const testReferer = request.get('Referer')
    console.log(testReferer)
    if (testReferer !== '要校验的某网站') {
      next()
    } else {
      response.send('无权使用该网站的图片')
    }
  } else {
    next()
  }
}
app.get('/', guard, function(request, response) {
  console.log(request.demo, 'request.demo')  // 123
  response.redirect('https://www.baidu.com')
})

第三方中间件（通过包管理工具下载的中间件，如body-parser）

如app.use(bodyParser.urlencoded({extended: true}))，该中间件用于解析post请求中的请求body；

npm install cookie-parser // 安装第三方中间件
const express = require('express')
const app = express()
const cookieParser = require('cookie-parser')
// load the cookie-parsing middleware
app.use(cookieParser()) // 使用第三方

内置中间件（express内置封装好的中间件）

如app.use(express.urlencoded({extended: true}))，与body-parser中间件功能一样，用于解析post请求中的请求体参数

app.use(express.static('public')) ，用于暴露静态资源

路由器中间件Router

Router是一个完整的中间件和路由系统，也可以看做是一个小型的app对象；它的存在是为了更好的管理路由对象；

使用express.Router()可以创建模块化路由，然后作为中间件加载，如下示例：

// 子模块路由，SubRouter.js
const express = require('express')
const router = express.Router()
// middleware that is specific to this router
router.use((req, res, next) => {
  console.log('Time: ', Date.now())
  next()
})
// define the home page route
router.get('/', (req, res) => {
  res.send('Birds home page')
})
// define the about route
router.get('/about', (req, res) => {
  res.send('About birds')
})
module.exports = router

//app.js 在app.js引入子路由模块
const birds = require('./birds')
// ...
app.use('/birds', birds)

备注：在express中，定义路由和中间件的时候，根据定义的顺序（代码的顺序），将定义的每一个中间件或路由，放在一个类似于数组的容器中，当请求过来的时候，依次从容器中取出中间件和路由进行匹配，若匹配成功，则交由该路由或中间件处理；

对于服务器来说，一次请求，只有一个请求对象，只有一个响应对象，其它任何的request和response都是对二者的引用；

标签 js, node, node.js

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