nodejs开发指南
Node.js简介
简介：Node.js是一个为实时Web应用开发而诞生的平台，从诞生之初就充分考虑了实时响应、超大规模数据要求下架构的扩展性。
特点：单线程、异步式I/O、事件驱动式的程序设计模型
部分实现遵循了CommomJS规范
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Node.js能做什么：
- 具有复杂逻辑的网站
- 基于社交网络的大规模Web应用
- Web Socket服务器
- TCP/UDP套接字应用程序
- 命令行工具
- 交互式终端程序
- 带有图形用户界面的本地应用程序
- 单元测试工具
- 客户端JavaScript编译器
最大的特点就是采用异步式I/O与事件驱动的架构设计，使用单线程模型，对于所有I/O都采用异步式的请求方式，避免了频繁的上下文切换
采用回调函数等待结果返回
Node.js的异步机制是基于事件的
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弊端：
- 不符合开发者的常规线性思路，往往需要把一个完整的逻辑拆分为一个个事件，增加了开发和调试难度
阻塞：线程在执行过程中如果遇到磁盘读写或者网络通信(统称I/O操作)，通常要耗费较长的事件，这时操作系统会剥夺这个线程的CPU控制权，使其暂停执行，同时将资源让给其他的工作线程，这种线程调度方式成为阻塞
单线程事件驱动的异步式I/O比传统的多线程阻塞式I/O好在少了多线程的开销
| 同步式I/O(阻塞式) | 异步式I/O(非阻塞式) |
|---|---|
| 利用多线程提供吞吐量 | 单线程即可实现高吞吐量 |
| 通过事件片分割和线程调度利用多核CPU | 通过功能划分利用多核CPU |
| 需要由操作系统调度多线程使用多核CPU | 可以将单进程绑定到单核CPU |
| 难以充分利用CPU资源 | 可以充分利用CPU资源 |
| 内存轨迹大，数据局部性弱 | 内存轨迹小，数据局部性强 |
| 符合线性的编程思维 | 不符合传统编程思维 |
Node.js不鼓励使用同步I/O
Node.js程序由事件循环开始，到时间循环结束，所有的逻辑都是事件的回调函数
模块(Module)和包(Package)是Node.js最重要的支柱
模块是Node.js应用程序的基本组成部分，文件和模块是一一对应的，一个Node.js文件就是一个模块
包是在模块基础上更深一步的抽象
他将某个独立的功能封装起来，用于发布、更新、依赖管理和版本控制
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包应该具备以下特征：
- package.json必须在包的顶层目录下
- 二进制文件应该在bin目录下
- Javascript代码应该在lib目录下
- 文档应该在doc目录下
- 单元测试应该在test目录下
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package.json字段：
- name : 包的名称，必须是唯一的，由小写英文字母、数字和下划线组成，不能包含空格
- description : 包的简要说明
- version : 符合语义化版本识别规范的版本字符串
- keywords : 关键字数组，通常用于搜索
- maintainers : 维护者数组，每个元素要包含name、email(可选)、web(可选)字段
- contributors : 贡献者数组，格式与maintainers 相同。包的作者应该是贡献者数组的第一个元素
- bugs : 提交bug的地址，可以是网址或者电子邮件地址
- licenses : 许可证数组，每个元素要包含type(许可证名称)和url(连接到许可证文本的地址)
- repositories : 仓库托管地址数组，每个元素要包含type(仓库的类型，如git)、url(仓库的地址)和path(相对于仓库的路径，可选)字段
- dependencies : 包的依赖，一个关联数组，由包名称和版本号组成
Node.js 核心模块
- 全局对象
- 常用工具
- 事件机制
- 文件访问系统
- HTTP服务器与客户端
全局对象(global) : 它及所有属性都可以在程序的任何地方访问
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全局变量 :
在最外层定义的变量
全局对象的属性
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隐式定义的变量(未定义直接赋值的变量)
tips :
永远使用var定义变量以避免引入全局变量，因为全局变量会污染命名空间，提高代码的耦合风险
- process : 用于描述当前Node.js进程状态的对象，提供了一个与操作系统的简单接口*
- process.argv : 命令行参数数组
- process.stdout : 标准输出流
- process.stdin : 标准输入流
- process.nextTick(callback) : 为事件循环设置一项任务
- console : 用于提供控制台标准输出
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util : 提供常用函数的集合
- util.inherits(constructor, superConstructor) : 一个思想对象间原型继承的函数
- util.inspect(object, [showHidden], [depth], [colors]) : 一个将任意对象转换为字符串的方法，通常用于调试和错误输出
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events : 事件驱动
- events.EventEmitter : 事件发射与事件监听器功能的封装
- EventEmitter.on(event, listener) : 为指定事件注册一个监听器，接受一个字符串event和一个回调函数listener
- EventEmitter.emit(event, [arg1], [arg2], [...]) : 发射event事件，传递若干可选参数到事件监听器的参数表
- EventEmitter.once(event, listener) : 为指定事件注册一个单次监听器，即监听器最多只会触发一次，触发后立刻接触该监听器
- EventEmitter.removeListener(event, listener) : 移除指定事件的某个监听器，listener必须是该事件已经注册过的监听器
- error事件
- 继承EventEmitter : 大多数时候我们不会直接使用EventEmitter，而是在对象中继承它。包括fs、net、http
- events.EventEmitter : 事件发射与事件监听器功能的封装
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文件系统fs
- fs.readFile(filename, [encoding], [callback(err, data)])
- fs.readFileSync(filename, [encoding])
- fs.open(path, flags, [mode], [callback(err, fd)])
- fs.read(fd, buffer, offset, length, position, [callback(err, bytesRead, buffer)])
- 一般来说，除非必要，否则不要使用这种方式读取文件
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HTTP服务器与客户端
- Node.js标准库提供了http模块，其中封装了一个高效的HTTP服务器和一个简易的HTTP客户端
http.Server是http模块中的HTTP服务器对象
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http.Server的事件
- request : 当客户端请求到来时，该事件触发，提供两个参数req和res，分别是http.ServerRequest和http.ServerResponse的实例，表示请求和响应信息
- connection : 当TCP连接建立时，该事件被触发，提供一个参数socket，为net.Socket的实例
- close : 当服务器关闭时，该事件被触发
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http.ServerRequest : HTTP请求的信息
- data : 当请求体数据到来时，该事件被触发。该事件提供一个参数chunk，表示接收到的数据
- end : 当请求体数据传输完成时，该事件被触发，伺候不会再有数据到来
- close : 用户当前请求结束时，该事件被触发
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http.ServerResponse : 返回给客户端的信息
- response.writeHead(statusCode, [headers]) : 向请求的客户端发送响应头
- respinse.write(data, [encoding]) : 向请求的客户端发送响应内容
- response.end([data], [encoding]) : 响应结束，告知客户端所有发送已经完成
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HTTP客户端
- http模块提供了
http.request和http.get，作为客户端向HTTP服务器发起请求
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http.request(options, callback)，options :
- host : 请求网站的域名或IP地址
- port : 请求网站的端口，默认80
- method : 请求方法，默认GET
- path : 请求的相对于根的路径，默认'/'
- headers : 一个关联数组对象，为请求头的内容
http.get(options, callback) : 简化便方法处理GET请求
http.ClientRequest : 由
http.request和http.get返回产生的对象，表示一个已经产生且正在进行中的HTTP请求-
http.ClientResponse : 提供了三个事件
data、end和closeClientResponse的属性
名称 含义 statusCode HTTP状态码，如200/404/500 httpVersion HTTP协议版本，通常是1.0或1.1 headers HTTP请求头 trailers HTTP请求尾 response.setEncoding([encoding]) : 设置默认的编码，当data事件被触发时，数据将会以encoding编码，默认值null
response.pause() : 暂停接收数据和发送事件。方便实现下载功能
response.resume() : 从暂停的状态中恢复
- http模块提供了
Node.js 开发
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Web开发架构对比
特性 模板为中心架构 MVC架构 页面产生方式 执行并替换标签中的语句 由模板引擎生成HTML页面 路径解析 对应到文件系统 由控制器定义 数据访问 通过SQL语句查询或访问文件系统 对象关系模型 架构中心 脚本语言是静态HTTP服务器的扩展 静态HTTP服务器是脚本语言的补充 适用范围 小规模网站 大规模网站 学习难度 容易 较难 -
REST : 表征状态转移，他是一种基于HTTP协议的网络应用的接口风格，充分利用HTTP的方法实现统一风格接口的服务
- GET : 请求获取指定资源（常用，获取）
- HEAD : 请求指定资源的响应头
- POST : 向指定资源提交数据（常用，新增）
- PUT : 请求服务器存储一个资源（常用，更新）
- DELETE : 请求服务器删除指定资源（常用，删除）
- TRACE : 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断
- CONNECT : HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器
- OPTIONS : 返回服务器支持的HTTP请求方法
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幂等 : 重复请求多次与一次请求的效果是一样的
请求方式 安全 幂等 GET 是 是 POST 否 否 PUT 否 是 DELETE 否 是 - 安全 : 指没有附作用，即请求不会对资源产生变动，连续多次访问所获得的结果不受访问者影响
当你访问任何被上面两条同样的规则匹配到的路径时，会发现请求总是被前一条路由规则捕获，后面的规则会被忽略，Express提供了路由控制权转移的方法，即回调函数的第三个参数next
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模板引擎 : 一个从页面模板根据一定的规则生成HTML的工具
问题 :
- 页面功能逻辑与页面布局样式耦合，网站规模变大以后逐渐难以维护
- 语法复杂，对于非技术的网页设计者来说门槛较高，难以学习
- 功能过于全面，页面设计者可以在页面上编程，不利于功能划分，也使模板解析效率降低
Node.js 进阶
- 模块加载机制
- 异步编程模式下的控制流
- Node.js 应用部署
- Node.js 的一些劣势
- Node.js的模块可以分为两大类 : 核心模块（fs、http、net、vm等），文件模块（JS代码、JSON等）
- Node.js不会被重复加载，这是因为Node.js通过文件名缓存所有加载过得文件模块
- Node.js应用部署缺陷 :
- 不支持故障恢复
- 没有日志
- 无法利用多核提高性能
- 独占端口
- 需要手动启动
- Node.js不适合做什么 :
- 计算密集型程序
- 单用户多任务型应用
- 逻辑十分复杂的事务
- Unicode与国际化
