《Node.js 极简教程》 东海陈光剑

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。 Node.js 使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型,使其轻量又高效。 https://nodejs.org

快速开始 Hello World

Node 是什么

  • 简史
    • 是什么
      • Node.js是一个Javascript运行环境(runtime environment),发布于2009年5月,由Ryan Dahl开发,实质是对Chrome V8引擎进行了封装。Node.js 不是一个 JavaScript 框架,不同于CakePHP、Django、Rails。Node.js 更不是浏览器端的库,不能与 jQuery、ExtJS 相提并论。Node.js 是一个让 JavaScript 运行在服务端的开发平台,它让 JavaScript 成为与PHP、Python、Perl、Ruby 等服务端语言平起平坐的脚本语言。
    • 发展史
      • 2009年2月,Ryan Dahl在博客上宣布准备基于V8创建一个轻量级的Web服务器并提供一套库。
      • 2009年5月,Ryan Dahl在GitHub上发布了最初版本的部分Node.js包,随后几个月里,有人开始使用Node.js开发应用。
      • 2009年11月和2010年4月,两届JSConf大会都安排了Node.js的讲座。
      • 2010年年底,Node.js获得云计算服务商Joyent资助,创始人Ryan Dahl加入Joyent全职负责Node.js的发展。
      • 2011年7月,Node.js在微软的支持下发布Windows版本。
  • 特征
    • 非阻塞I/O(单线程、非阻塞)&事件轮询【Single Threaded Event Loop】
      • Node通过事件驱动的方式处理请求时无需为每一个请求创建额外的线程。在事件驱动的模型当中,每一个IO工作被添加到事件队列中,线程循环地处理队列上的工作任务,当执行过程中遇到来堵塞(读取文件、查询数据库)时,线程不会停下来等待结果,而是留下一个处理结果的回调函数,转而继续执行队列中的下一个任务。这个传递到队列中的回调函数在堵塞任务运行结束后才被线程调用。
    • 优点
      • 高并发(最重要的优点)
      • 适合I/O密集型应用
      • RESTful API
      • npm,前后端分离
    • 缺陷
      • 回调模式下的异步是有明显缺陷的,程序的执行顺序必须依靠回调来保证,没有层层回调,就没有可以保障的逻辑顺序,这也就注定了,node不能做复杂的业务逻辑。
      • 回调山真不是必须的。
      • 不适合CPU密集型应用
      • 只支持单核CPU,不能充分利用CPU
      • 可靠性低,一旦代码某个环节崩溃,整个系统都崩溃,原因:单进程,单线程。
      • Debug不方便,错误没有stack trace
  • nodejs中的库方法是异步的,异步方法是约定。

环境配置

Hello World 示例

Once you have installed Node, let's try building our first web server. Create a file named "app.js", and paste the following code:

const http = require('http');

const hostname = '127.0.0.1';
const port = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');
  res.end('Hello World\n');
});

server.listen(port, hostname, () => {
  console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`);
});

After that, run your web server using node app.js, visit http://localhost:3000, and you will see a message 'Hello World'

NPM 使用介绍

  • npm 简介
    • NPM是随同NodeJS一起安装的包管理工具,能解决NodeJS代码部署上的很多问题,常见的使用场景有以下几种:

允许用户从NPM服务器下载别人编写的第三方包到本地使用。 允许用户从NPM服务器下载并安装别人编写的命令行程序到本地使用。 允许用户将自己编写的包或命令行程序上传到NPM服务器供别人使用。 由于新版的nodejs已经集成了npm,所以之前npm也一并安装好了。同样可以通过输入 "npm -v" 来测试是否成功安装。命令如下,出现版本提示表示安装成功:

$ npm -v
6.4.1

如果你安装的是旧版本的 npm,可以很容易得通过 npm 命令来升级,命令如下:

$ sudo npm install npm -g

Node 架构与运行原理

Node 架构分析

  • 架构图
  • nodejs组成部分
    • v8 engine
      • 虚拟机的功能,执行js代码
      • 提供C++函数接口,为nodejs提供v8初始化,创建context,scope等
    • libuv
      • 基于事件驱动的异步IO模型库,我们的js代码发出请求,最终由libuv完成,而我们所设置的回调函数则是在libuv触发
    • builtin modules
      • 由C++代码写成各类模块,包含了crypto,zlib, file stream etc 基础功能。(v8提供了函数接口,libuv提供异步IO模型库,以及一些nodejs函数,为builtin modules提供服务)
    • native modules
      • 由js写成,提供我们应用程序调用的库,同时这些模块又依赖builtin modules来获取相应的服务支持
    • 建立http server为例
      • http server 建立过程

ES6 features

Node.js ES2015 Support

Node 模块系统

简介

创建模块

加载模块

Node 全局对象

是什么

  • JavaScript 中有一个特殊的对象,称为全局对象(Global Object),它及其所有属性都可以在程序的任何地方访问,即全局变量。
  • 在浏览器 JavaScript 中,通常 window 是全局对象, 而 Node.js 中的全局对象是 global,所有全局变量(除了 global 本身以外)都是 global 对象的属性。
  • 在 Node.js 我们可以直接访问到 global 的属性,而不需要在应用中包含它。

文件操作

简介

  • Node.js 提供一组类似 UNIX(POSIX)标准的文件操作API。 Node 导入文件系统模块(fs)语法如下所示:
  • var fs = require("fs")

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,例如读取文件内容的函数有异步的 fs.readFile() 和同步的 fs.readFileSync()。
  • 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)。
  • 建议大家使用异步方法,比起同步,异步方法性能更高,速度更快,而且没有阻塞。
  • 阻塞代码实例
    • 创建一个文件 input.txt ,内容如下:
Node.js 极简教程

创建 main.js 文件, 代码如下:

var fs = require("fs");

var data = fs.readFileSync('input.txt');

console.log(data.toString());
console.log("程序执行结束!");

以上代码执行结果如下:

$ node main.js

Node.js 极简教程
程序执行结束!
  • 非阻塞代码实例
    • 创建一个文件 input.txt ,内容如下:
Node.js 极简教程

创建 main.js 文件, 代码如下:

var fs = require("fs");

fs.readFile('input.txt', function (err, data) {
    if (err) return console.error(err);
    console.log(data.toString());
});

console.log("程序执行结束!");

以上代码执行结果如下:

$ node main.js
程序执行结束!
Node.js 极简教程

以上两个实例我们了解了阻塞与非阻塞调用的不同。第一个实例在文件读取完后才执行完程序。 第二个实例我们不需要等待文件读取完,这样就可以在读取文件时同时执行接下来的代码,大大提高了程序的性能。

因此,阻塞是按顺序执行的,而非阻塞是不需要按顺序的,所以如果需要处理回调函数的参数,我们就需要写在回调函数内。

Web 模块

Web 服务器简介

  • Web服务器一般指网站服务器,是指驻留于因特网上某种类型计算机的程序,Web服务器的基本功能就是提供Web信息浏览服务。它只需支持HTTP协议、HTML文档格式及URL,与客户端的网络浏览器配合。

大多数 web 服务器都支持服务端的脚本语言(php、python、ruby)等,并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。

目前最主流的三个Web服务器是Apache、Nginx、IIS。

使用 Node 创建 Web 服务器

  • Node.js 提供了 http 模块,http 模块主要用于搭建 HTTP 服务端和客户端,使用 HTTP 服务器或客户端功能必须调用 http 模块,代码如下:
var http = require('http');

以下是演示一个最基本的 HTTP 服务器架构(使用 8080 端口),创建 index.js 文件,代码如下所示:

实例

var http = require('http');
var fs = require('fs');
var url = require('url');
 
 
// 创建服务器
http.createServer( function (request, response) {  
   // 解析请求,包括文件名
   var pathname = url.parse(request.url).pathname;
   
   // 输出请求的文件名
   console.log("Request for " + pathname + " received.");
   
   // 从文件系统中读取请求的文件内容
   fs.readFile(pathname.substr(1), function (err, data) {
      if (err) {
         console.log(err);
         // HTTP 状态码: 404 : NOT FOUND
         // Content Type: text/plain
         response.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'});
      }else{             
         // HTTP 状态码: 200 : OK
         // Content Type: text/plain
         response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});    
         
         // 响应文件内容
         response.write(data.toString());        
      }
      //  发送响应数据
      response.end();
   });   
}).listen(8080);
 
// 控制台会输出以下信息
console.log('Server running at http://127.0.0.1:8080/');

接下来我们在该目录下创建一个 index.html 文件,代码如下:

index.html 文件

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Node.js 极简教程</title>
</head>
<body>
    <h1>我的第一个标题</h1>
    <p>我的第一个段落。</p>
</body>
</html>

执行 index.js 文件:

$ node index.js
Server running at http://127.0.0.1:8080/
Request for / received.
{ [Error: ENOENT: no such file or directory, open ''] errno: -2, code: 'ENOENT', syscall: 'open', path: '' }
Request for /index.html received.
Request for /favicon.ico received.
{ [Error: ENOENT: no such file or directory, open 'favicon.ico']
  errno: -2,
  code: 'ENOENT',
  syscall: 'open',
  path: 'favicon.ico' }
Request for /index.html received.
Request for /favicon.ico received.
{ [Error: ENOENT: no such file or directory, open 'favicon.ico']
  errno: -2,
  code: 'ENOENT',
  syscall: 'open',
  path: 'favicon.ico' }

直接访问 http://127.0.0.1:8080/, 提示 HTTP ERROR 404 Not found:

因为,我们代码里没有对根路径进行映射处理。

接着我们在浏览器中打开地址:http://127.0.0.1:8080/index.html,显示如下图所示:

MySQL数据库操作

安装驱动

$ cnpm install mysql

连接数据库

  • 在以下实例中根据你的实际配置修改数据库用户名、及密码及数据库名:

test.js 文件代码:

var mysql      = require('mysql');
var connection = mysql.createConnection({
  host     : 'localhost',
  user     : 'root',
  password : '123456',
  database : 'test'
});
 
connection.connect();
 
connection.query('SELECT 1 + 1 AS solution', function (error, results, fields) {
  if (error) throw error;
  console.log('The solution is: ', results[0].solution);
});

执行以下命令输出结果为:

$ node test.js
The solution is: 2

数据库 CRUD 操作

  • 查询数据
    • 查询数据
var mysql  = require('mysql');  
 
var connection = mysql.createConnection({     
  host     : 'localhost',       
  user     : 'root',              
  password : '123456',       
  port: '3306',                   
  database: 'test', 
}); 
 
connection.connect();
 
var  sql = 'SELECT * FROM websites';
//查
connection.query(sql,function (err, result) {
        if(err){
          console.log('[SELECT ERROR] - ',err.message);
          return;
        }
 
       console.log('--------------------------SELECT----------------------------');
       console.log(result);
       console.log('------------------------------------------------------------\n\n');  
});
 
connection.end();
  • 插入数据
    • 插入数据
var mysql  = require('mysql');  
 
var connection = mysql.createConnection({     
  host     : 'localhost',       
  user     : 'root',              
  password : '123456',       
  port: '3306',                   
  database: 'test', 
}); 
 
connection.connect();
 
var  addSql = 'INSERT INTO websites(Id,name,url,alexa,country) VALUES(0,?,?,?,?)';
var  addSqlParams = ['菜鸟工具', 'https://c.runoob.com','23453', 'CN'];
//增
connection.query(addSql,addSqlParams,function (err, result) {
        if(err){
         console.log('[INSERT ERROR] - ',err.message);
         return;
        }        
 
       console.log('--------------------------INSERT----------------------------');
       //console.log('INSERT ID:',result.insertId);        
       console.log('INSERT ID:',result);        
       console.log('-----------------------------------------------------------------\n\n');  
});
 
connection.end();

执行以下命令输出就结果为:

$ node test.js
--------------------------INSERT----------------------------
INSERT ID: OkPacket {
  fieldCount: 0,
  affectedRows: 1,
  insertId: 6,
  serverStatus: 2,
  warningCount: 0,
  message: '',
  protocol41: true,
  changedRows: 0 }
-----------------------------------------------------------------
  • 更新数据
    • 我们也可以对数据库的数据进行修改:

更新数据

var mysql  = require('mysql');  
 
var connection = mysql.createConnection({     
  host     : 'localhost',       
  user     : 'root',              
  password : '123456',       
  port: '3306',                   
  database: 'test', 
}); 
 
connection.connect();
 
var modSql = 'UPDATE websites SET name = ?,url = ? WHERE Id = ?';
var modSqlParams = ['菜鸟移动站', 'https://m.runoob.com',6];
//改
connection.query(modSql,modSqlParams,function (err, result) {
   if(err){
         console.log('[UPDATE ERROR] - ',err.message);
         return;
   }        
  console.log('--------------------------UPDATE----------------------------');
  console.log('UPDATE affectedRows',result.affectedRows);
  console.log('-----------------------------------------------------------------\n\n');
});
 
connection.end();

执行以下命令输出就结果为:

--------------------------UPDATE----------------------------
UPDATE affectedRows 1
-----------------------------------------------------------------
  • 删除数据
    • 我们可以使用以下代码来删除 id 为 6 的数据:

删除数据

var mysql  = require('mysql');  
 
var connection = mysql.createConnection({     
  host     : 'localhost',       
  user     : 'root',              
  password : '123456',       
  port: '3306',                   
  database: 'test', 
}); 
 
connection.connect();
 
var delSql = 'DELETE FROM websites where id=6';
//删
connection.query(delSql,function (err, result) {
        if(err){
          console.log('[DELETE ERROR] - ',err.message);
          return;
        }        
 
       console.log('--------------------------DELETE----------------------------');
       console.log('DELETE affectedRows',result.affectedRows);
       console.log('-----------------------------------------------------------------\n\n');  
});
 
connection.end();

执行以下命令输出就结果为:

--------------------------DELETE----------------------------
DELETE affectedRows 1
-----------------------------------------------------------------

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