Node基礎之總體概覽

Diasa發表於2018-06-25

Node是什麼

Node.js是一個基於 Chrome V8 引擎的JavaScript執行環境(runtime),Node不是一門語言是讓js執行在後端的執行時,並且不包括javascript全集,因為在服務端中不包含DOM和BOM,Node也提供了一些新的模組例如http,fs模組等。Node.js 使用了事件驅動、非阻塞式非同步I/O 的模型，使其輕量又高效並且Node.js 的包管理器 npm，是全球最大的開源庫生態系統。

Node能夠解決什麼問題

Node的首要目標是提供一種簡單的，用於建立高效能伺服器的開發工具
Node在處理高併發,I/O密集場景有明顯的效能優勢（高併發:是指在同一時間併發訪問伺服器）
I/O密集指的是檔案操作、網路操作、資料庫,(相對的有CPU密集,CPU密集指的是邏輯處理運算、壓縮、解壓、加密、解密)
Web主要場景就是接收客戶端的請求讀取靜態資源和渲染介面,所以Node非常適合Web應用的開發。

程式和執行緒

程式是作業系統分配資源和排程任務的基本單位,執行緒是建立在程式上的一次程式執行單位，一個程式上可以有多個執行緒。

js是單執行緒的。所以node的主執行緒是單執行緒的 (node其實也是多執行緒的 setTimeout執行緒 ajax)

瀏覽器

js執行緒
ui執行緒

一般情況下 ui執行緒渲染後空閒下來會執行js js執行緒和ui執行緒是共享執行緒的如果js是多執行緒的,不能同時兩個執行緒操作同一個DOM,這樣會造成混亂。

webworker 程式

Worker可以開一個工作執行緒這個執行緒單獨處理，但是要歸主執行緒所管理等到處理完成傳送一個postMessage。

    let worker = new Worker('./1.worker.js');
    worker.postMessage(10000);
    worker.onmessage = function (params){
        console.log(e.data)
    }'
    console.log('main thread')
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    //1.worker.js
    onmessage = function(e){
        let r = e.data;
        let sum = 0;
        for(var i = 0;i<r;i++){
            sum+=i;
        }
        postMessage(sum)
    }
    
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巨集任務、微任務（執行時機是不一樣的）（瀏覽器）

常見的巨集任務 setTimeout（快） > setImmediate（慢，只相容ie）、MessageChannel
微任務 promise（then）< process.nextTick、 MutationObserver
速度對比（快~慢：process.nextTick > promise > setTimeout > setImmediate）
MessageChannel

    // MessageChannel
    let channel = new MessageChannel();
    let port1 = channel.port1;
    let port2 = channel.port2;
    port1.postMessage('hello');
    port2.onmessage = function(e){ // 非同步的  vue就是巨集任務
        console.log(e.data);
    }
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MutationObserver(相容問題微任務 vue.$nextTick的實現)

    let observe = new MutationObserver(function(){
        // 全部dom插入完成後再進這個方法
        console.log('dom全部塞進去了')
    })
    observe.observe(div,{childList:true})
    for(let i = 0;i<1000;i++){
        div.appendChild(document.createElement('span'))
    }
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先會執行棧中的內容，棧中內容執行後執行微任務,微任務清空後再執行巨集任務 ,巨集任務會在棧中執行。這樣不停的迴圈就叫做事件環（event Loop）
棧中存放基本資料型別，堆中存放引用資料型別。
瀏覽器事件環

同步和非同步阻塞和非阻塞

同步和非同步指代的是被呼叫而言的
阻塞和非阻塞針對的是呼叫者而言的

repl （read eval print loop）（命令視窗）

    let repl  = require('repl');
    let context = repl.start().context();
    context.name = 'sss';
    context.age = 9;
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全域性屬性

全域性屬性（global）可以直接訪問

    console.log(this) // {}
    function a(){
        console.log(this) // global
    }
    a()
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console (標準輸出代號1:前兩個（log info）。錯誤輸出代號2:3-4個（error warn）)
- console.log('log') (process.stdout);
- console.info('info');
- console.error('error');
- console.warn('warn');
- console.time('a');
- console.timeEnd('a')
- console.assert((1+1)==3,'hello') // 斷言 node中自帶了一個模組這個模組就叫assert()
process
- argv 執行時的引數
- env 環境變數
- pid 編號
- exit 退出程式,退出自己
- chdir (change directory) 改變工作目錄
- cwd (current working directory) 當前的工作目錄
- stdout 標準輸出 stderr 錯誤輸出 stdin 標準輸入

    // process.argv
    // node index.js --port 3000
    let args = {};
    // 前兩個分別為node的目錄和當前執行的檔案的目錄
    process.argv.slice(2).forEach((item,idx)=>{
        if(item.includes('--')){
            args[item] = process.argv.slice(2)[idx+1]
        }
    })
    console.log(args)
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    // process.env (環境變數：判斷是開發環境還是線上環境)
    // mac 通過export設定， windows通過 set設定。
    // set NODE_ENV = dev && node index.js 
    let url;
    if(process.env.NODE_ENV=='development'){
        url = 'http://localhost:3000/api'
    }else{
        url = 'http://zzz.cn'
    }
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    // 目錄更改
    process.chdir('..') // 更改當前的工作目錄
    process.cwd();
    // 監聽標準輸入
    process.stdin.on('data',function(data){
        process.stdout.write(data.toString())
    })
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    process.nextTick(function(){
        console.log('nextTick')
    })
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Node事件環
- timer 階段（定時器的回撥）
- poll 階段（io的回撥）等定時器到達後執行對應的回撥
- check 階段檢查setImmediate
- 當階段切換時會執行微任務把微任務清空

    // node eventLoop 案例
    // 1、setTimeout和setImmediate 順序是不固定的，看node準備時間
    setTimeout(function(){
        console.log('setTimeout')
    },0)
    setImmediate(function(){
        console.log('immediate')
    })
    
    // 2 微任務先執行 然後會將timer階段的全部執行完 才會繼續執行接下來的微任務
    Promise.resolve().then(data=>{
        console.log('promise1')
        setTimeout(()=>{
            console.log('time1')
        },0)
    })
    setTimeout(()=>{
        console.log('time2');
        Promise.resolve().then(data=>{
            console.log('promise2')
        })
    },0)
    // promise1 time2 time1 promise2
    
    //3 poll 階段的下個階段是check階段
    let fs = require('fs');
    fs.readFile('./index.js','utf8',function(){
        setTimeout(()=>{
            console.log('timeout')
        },0)
        setImmediate(()=>{
            console.log('setImmediate')
        },0)
    })
    // setImmediate timeout
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模組（私有化，互相呼叫，方便程式碼維護）

CMD規範（就近依賴） seajs（針對的是瀏覽器）
AMD規範（依賴前置） requirejs（針對的是瀏覽器）
commonjs node規範自帶了commonjs規範（預設一個js就是一個模組）
esmodule es6規範（node裡不支援）

commonjs

    // 帶路徑的都是自己寫的模組
    // 不帶路徑的可能是node自帶的還有可能是第三方的
    // 1.js
    module.exports = 'hello'
    
    // 2.js
    let str = require('./1.js');
    console.log(str);
    // node 程式碼最外層會有一個閉包 裡面包括module,exports,require 全域性屬性 ，不是定義在global上的 但是可以直接使用
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模組引用時會找到絕對路徑
模組載入過會有快取，有快取直接拿出來用
快取中存放的是路徑和模組
node實現模組化就是增加了一個閉包加上一個自執行

    (function(exports,require,module,__filename,__dirname){
        // 檔案的內容
    })()
    
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模組得分類

內建模組（核心模組） fs、 path、 http、載入速度是比較高的

fs.accessSync 這個方法可以判斷檔案是否存在，如果不存在，會返回一個error

    let fs = require('fs'); // readFile  readFileSync
    // 判斷檔案是否存在
    fs.accessSync('./1.txt') // 預設是去查詢一下  沒有就出現異常

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path

    let path = require("path");
    // resolve join basename extname
    // 解析就是把相對路徑變成絕對路徑
    console.log(path.resolve('./2.txt,'a','b')) // resolve遇到/ 時會認為是根路徑
    console.log(path.join(__dirname,'./2.txt,'a','b'))
    console.log(__dirname); // 絕對路徑
    console.log(__filename)
    
    console.log(path.extname('1.a.b.js'))
    console.log(path.basename('1.a.b.js','.b.js'))
    console.log(path.posix.sep) // 路徑分隔符
    console.log(path.posix.delimiter) // 路徑分隔符
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vm 沙箱

    let vm = require('vm');
    let a = 'ss'
    vm.runInThisContext(`console.log(a)`) // 沙箱  這裡取不到a  建立一個新的作用域
    eval('console.log(a)') // eval 也是global上的屬性  只不過是隱藏了 會受到當前作用域的影響。
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檔案模組自己寫的模組載入速度慢並且是同步的(自己實現commonJs規範)

// 什麼是commonjs規範
// 定義瞭如何匯入模組 require
// 還定義瞭如何匯出模組  module.exports
// 還定義了一個js就是一個模組
/*
    1.模組的載入過程
        1） a檔案下 有一個a.js  b資料夾下也有a.js 解析出一個絕對路徑
        2） 寫的路徑 可能沒有字尾名 .js .json .node
        3） 得到一個真實的載入路徑（模組會快取） 先去快取中看一下這個檔案是否存在，如果有返回快取  沒有建立一個模組
        4） 得到檔案的內容 加一個閉包，把內容塞進去
    模組是有快取的
    模組中的this 是module.exports屬性
    模組定義的變數不能互相引用
    exports是module.exports 的別名
    模組預設返回的是module.exports  並不是exports

*/ 
let fs = require('fs');
let path = require('path');
let vm = require('vm');
function Module(p){
    this.id = p; // 當前模組的標識
    this.exports = {}; // 每個模組都有一個exports屬性
    this.loaded = false; // 模組是否載入完
}
Module.prototype.load = function(filepath){
    // 判斷載入的檔案是json還是node或者是js
    let ext = path.extname(filepath);
    let content = Module._extensions[ext](this);
    return content;
}
// 載入策略
Module.wrapper = ['(function(exports,require,module){','\n})']
Module._extensions = {
    '.js':function(module){
        // 讀取js檔案  增加一個閉包
        let script = fs.readFileSync(module.id,'utf8');
        let fn = Module.wrapper[0]+script+Module.wrapper[1];
        vm.runInThisContext(fn).call(module.exports,module.exports,req,module);
        return module.exports;
    },
    '.json':function(module){
        return JSON.parse(fs.readFileSync(module.id,'utf8')); // 讀取那個檔案
    },
    '.node':''
}
Module._cacheModule = {} // 根據的是絕對路徑進行快取的
// 解析絕對路徑的方法  返回一個絕對路徑
Module._resolveFileName = function(moduleId){
    let p = path.resolve(moduleId);
    if(!path.extname(moduleId)){
        let arr = Object.keys(Module._extensions);
        for(let i = 0;i<arr.length;i++){
            let file = p+arr[i];
            try{
                fs.accessSync(file); // 不存在會異常
                return file           
            }catch(e){
                console.log(e)
            }
        }
    }else{
       return p 
    }   
}

function req(moduleId){
    let p = Module._resolveFileName(moduleId);
    if(Module._cacheModule[p]){
        //模組存在(快取)  ,有直接返回
        return Module._cacheModule[p].exports;
    }
    let module = new Module(p);
    let content = module.load(p);
    Module._cacheModule[p] = module;
    module.exports = content;
    return module.exports;
}    
let a = req('./a.js')
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第三方模組安裝下載後不需要通過路徑直接引用

    npm init -y 先初始化一下 npm install mime
    
    let mime = require('mime');
    mime.getType('js');
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包(需要有一個package.json的檔案)的查詢，如果資料夾下沒有index.js,會預設找資料夾下的package.json的main入口

    let str = require('./a')
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    {
        "name":"xx",
        "version":"1.0.0",
        "main":"a.js" // 入口
    }
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第三方的模組可以根據node_modules查詢，會不停的向上一級的node_modules查詢
npm link (命令列工具)

在package.json檔案中建立bin物件，key為命令名字，value指向執行的檔案（檔案在bin目錄下的檔案）

    #！/usr/bin/env node
    console.log(11)
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開發的時候安裝包有兩種 1.開發的時候用 gulp webpack 上線時需要react jquery
如果只想安裝專案依賴可以採用npm install --production
npm 發包
- 切換到官方源上
- npm addUser
- npm publish
- 發包成功

util

util.promisify 把方法轉化成promise

    let {promisify} = require('util');
    let fs = require('fs');
    // promisify promisifyall bluebird 
    let read = promisify(fs.readFile);
    // promisifyAll(fs);
    read('1.txt','utf8').then(function(data){
        console.log(data)
    })
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util.inherits 繼承

    function A(){}
    A.prototype.a = '1'
    function B(){}
    inherits(B,A) ; //只繼承公有的方法  (Object.setPrototypeOf)
    let b = new B();
    console.log(b.a)
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釋出訂閱觀察者模式（EventEmitter實現）

    // 原始碼實現EventEmitter
function EventEmitter(){
    this._events = {};

}
EventEmitter.defaultMaxListeners = 10;
EventEmitter.prototype.eventNames = function(){
    return Object.keys(this._events);
}
// 獲取最大的監聽個數
EventEmitter.prototype.getMaxListeners = function(){
    return this._count || EventEmitter.defaultMaxListeners;
}
EventEmitter.prototype.setMaxListeners = function(count){
    this._count = count;
}
EventEmitter.prototype.on = function(type,callback){
    // 如果例項上不存在則建立一個空物件
    if(!this._events) this._events = Object.create(null)
    // 如果當前不是newListener 方法 就需要讓newListener的回撥依次執行，並且傳入型別
    if(type!='newListener' && this._events['newListener'] && this._events['newListener'].length>0){
        this._events['newListener'].forEach(fn=>{
            fn(type)
        })
    }
    if(this._events[type]){
        this._events[type].push(callback) 
    }else{
        this._events[type] = [callback]
    }
    if(this._events[type].length===this.getMaxListeners()){
        console.warn('memory link detected')
    }
}
EventEmitter.prototype.emit = function(type,...args){
    if(this._events[type]){
        this._events[type].forEach(fn=>fn(...args))
    }
}
EventEmitter.prototype.listeners = function(type){
    return this._events[type]
}
EventEmitter.prototype.removeAllListeners = function(type){
    if(type){
        return this._events[type] = []
    }
    this._events = {}
}
// 找到陣列裡對應的方法移除
EventEmitter.prototype.removeListener = function(type,callback){
    if(this._events[type]){
        this._events[type] = this._events[type].filter(fn=>{
            return fn!=callback && fn.l !== callback;
        }) 
    }
}
EventEmitter.prototype.once = function(type,callback){
    let wrap = (...args) => {
        callback(...args);
        this.removeListener(type,wrap)
    }
    wrap.l = callback; // 儲存callback
    this.on(type,wrap)
}
module.exports = EventEmitter
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瀏覽器

webworker 程式

巨集任務、微任務（執行時機是不一樣的）（瀏覽器）

同步和非同步 阻塞和非阻塞

repl （read eval print loop）（命令視窗）

全域性屬性

模組 （私有化，互相呼叫，方便程式碼維護）

commonjs

模組得分類

內建模組 （核心模組） fs、 path、 http、 載入速度是比較高的

檔案模組 自己寫的模組 載入速度慢並且是同步的(自己實現commonJs規範)

第三方模組 安裝 下載後不需要通過路徑直接引用

包(需要有一個package.json的檔案)的查詢 ，如果資料夾下沒有index.js,會預設找資料夾下的package.json的main入口

util

釋出訂閱 觀察者模式（EventEmitter實現）

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內建模組（核心模組） fs、 path、 http、載入速度是比較高的

檔案模組自己寫的模組載入速度慢並且是同步的(自己實現commonJs規範)

第三方模組安裝下載後不需要通過路徑直接引用

包(需要有一個package.json的檔案)的查詢，如果資料夾下沒有index.js,會預設找資料夾下的package.json的main入口

釋出訂閱觀察者模式（EventEmitter實現）