简介
javascript虽然一直都可以做服务端编程语言,但是它更多的是以客户端编程语言来展示在世人面前的。也许javascript自己都忘记了还可以做服务器端编程,直到2009年nodejs的横空出世。
nodejs的历史
javascript作为一门解释性语言,是不需要像C或者C++那样进行编译的。但是在早期的时候,javascript引擎的执行效率是比较低的,所以导致javascript只能做做dom操作。
随着ajax的兴起和现代web2.0的技术的发展,主流浏览器开发商尽可能的提升javascript的执行效率,最后Chrome V8出现了,Chrome V8是 Chromium 项目开源的 JavaScript 引擎,使得javascript的执行效率得到了极大的提升。
nodejs借着V8浴火重生了。
nodejs从一诞生就获得了极大的关注。比较javascript的开发者还是非常非常多的。而且一门语言可以通用前后端是多么的有吸引力。
nodejs从2009年发展到2020年的nodejs 14,经历了11年的历史,和它的先辈javascript相比还是很年轻,但是因为其开放性和包容性,nodejs在以一个非常快的速度向前发展。
nodejs简介
nodejs借助于V8引擎和一组异步的 I/O 原生功能,极大的提升了nodejs的处理效率。
异步IO我们大家应该都很清楚,和同步IO相比,线程不用阻塞,可以去处理其他更有意义的事情。只是在响应返回的时候恢复操作,所以不会浪费CPU时间。
我们简单看一下nodejs的IO模型:
一个好的语言需要有良好的生态系统相配合,因为语言本身只能提供最基本的一些操作,我们还需要第三方系统来丰富这个语言的生态。
而nodejs的npm仓库,托管着全球最大的开源库生态系统。
基本上使用nodejs你可以实现绝大多数需要的功能。
nodejs的另外一个特点就是简单,考虑一下我们最常用的web应用,如果用java来写,非常麻烦,你还需要一个web服务器。
在nodejs中,一切都是那么的简单:
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('welcome to www.flydean.com\n')
})
server.listen(port,hostname,() => {
console.log(`please visit http://${hostname}:${port}/`)
})
上面的代码就创建了一个web服务,监听在3000端口,
我们首先引入了http模块,用来进行http处理。
接着使用http 的 createServer() 方法会创建新的 HTTP 服务器并返回它。
在createServer方法内部,我们可以设定要返回的对象。
最后启用server.listen功能,来监听特定的端口和服务器,当服务就绪之后,会调用后面的回调函数,执行特定的命令。
每当接收到新的请求的时候,就会触发request事件,request事件可以传递两个参数:
- request 是一个http.IncomingMessage对象,提供了请求的详细信息。
- response 是一个http.ServerResponse对象,用于返回数据给调用方。
在上面的例子中,我们并没有使用request,而是使用response直接构建了返回的对象。
我们设置了statusCode和header,最后使用end来关闭响应。
这就是一个简单使用的nodejs程序。
nodejs的运行环境
nodejs作为js的一种,是一种解释性语言,一般解释性语言都有两种运行方式。
一种是直接运行,一种是开启一个解释性的环境,在其中运行,nodejs也不例外。
直接运行很简单,我们写好nodejs的程序之后,比如app.js,直接这样运行:
node app.js
如果直接执行node命令,就会开启REPL模式:
node
Welcome to Node.js v12.13.1.
Type ".help" for more information.
>
REPL 也被称为运行评估打印循环,是一种编程语言环境(主要是控制台窗口),它使用单个表达式作为用户输入,并在执行后将结果返回到控制台。
REPL有什么作用呢?
第一,我们可以直接在REPL中运行某些测试方法,已验证输出结果。
比如这样:
> console.log('www.flydean.com');
www.flydean.com
除此之外REPL还有一些更加有用的功能,我们知道JS中一切皆对象,比如上面我们提到的http对象,如果我们想知道http对象的大概结构怎么办呢?
直接在REPL环境中输入http即可:
> http
{
_connectionListener: [Function: connectionListener],METHODS: [
'ACL','BIND','CHECKOUT','CONNECT','COPY','DELETE','GET','HEAD','LINK','LOCK','M-SEARCH','MERGE','MKACTIVITY','MKCALENDAR','MKCOL','MOVE','NOTIFY','OPTIONS','PATCH','POST','PROPFIND','PROPPATCH','PURGE','PUT','REBIND','REPORT','SEARCH','SOURCE','SUBSCRIBE','TRACE','UNBIND','UNLINK','UNLOCK','UNSUBSCRIBE'
],STATUS_CODES: {
'100': 'Continue','101': 'Switching Protocols','102': 'Processing','103': 'Early Hints','200': 'OK','201': 'Created','202': 'Accepted','203': 'Non-Authoritative Information','204': 'No Content','205': 'Reset Content','206': 'Partial Content','207': 'Multi-Status','208': 'Already Reported','226': 'IM Used','300': 'Multiple Choices','301': 'Moved Permanently','302': 'Found','303': 'See Other','304': 'Not Modified','305': 'Use Proxy','307': 'Temporary Redirect','308': 'Permanent Redirect','400': 'Bad Request','401': 'Unauthorized','402': 'Payment Required','403': 'Forbidden','404': 'Not Found','405': 'Method Not Allowed','406': 'Not Acceptable','407': 'Proxy Authentication Required','408': 'Request Timeout','409': 'Conflict','410': 'Gone','411': 'Length Required','412': 'Precondition Failed','413': 'Payload Too Large','414': 'URI Too Long','415': 'Unsupported Media Type','416': 'Range Not Satisfiable','417': 'Expectation Failed','418': "I'm a Teapot",'421': 'Misdirected Request','422': 'Unprocessable Entity','423': 'Locked','424': 'Failed Dependency','425': 'Unordered Collection','426': 'Upgrade Required','428': 'Precondition Required','429': 'Too Many Requests','431': 'Request Header Fields Too Large','451': 'Unavailable For Legal Reasons','500': 'Internal Server Error','501': 'Not Implemented','502': 'Bad Gateway','503': 'Service Unavailable','504': 'Gateway Timeout','505': 'HTTP Version Not Supported','506': 'Variant Also Negotiates','507': 'Insufficient Storage','508': 'Loop Detected','509': 'Bandwidth Limit Exceeded','510': 'Not Extended','511': 'Network Authentication Required'
},Agent: [Function: Agent] { defaultMaxSockets: Infinity },ClientRequest: [Function: ClientRequest],IncomingMessage: [Function: IncomingMessage],OutgoingMessage: [Function: OutgoingMessage],Server: [Function: Server],ServerResponse: [Function: ServerResponse],createServer: [Function: createServer],get: [Function: get],request: [Function: request],maxHeaderSize: [Getter],globalAgent: [Getter/Setter]
}
直接输出了http对象的简洁结构,我们还可以使用tab按钮来自动补全http的方法:
> http.
http.__defineGetter__ http.__defineSetter__ http.__lookupGetter__ http.__lookupSetter__ http.__proto__ http.constructor
http.hasOwnProperty http.isPrototypeOf http.propertyIsEnumerable http.toLocaleString http.toString http.valueOf
http.Agent http.ClientRequest http.IncomingMessage http.METHODS http.OutgoingMessage http.STATUS_CODES
http.Server http.ServerResponse http._connectionListener http.createServer http.get http.globalAgent
http.maxHeaderSize http.request
PREL还支持一些特定的点操作:
> .help
.break Sometimes you get stuck,this gets you out
.clear Alias for .break
.editor Enter editor mode
.exit Exit the repl
.help Print this help message
.load Load JS from a file into the REPL session
.save Save all evaluated commands in this REPL session to a file
PERL还有一个特殊变量 _,如果在某些代码之后输入 _,则会打印最后一次操作的结果。
process
process 对象是一个全局变量,提供了有关当前 Node.js 进程的信息并对其进行控制。 作为全局变量,它始终可供 Node.js 应用程序使用,无需使用 require()。 它也可以使用 require() 显式地访问。
因为process代表的是nodejs的进程信息,所以可以处理进程终止,读取环境变量,接收命令行参数等作用。
终止进程
先看一下怎么使用process来终止进程:
process.exit(0)
0表示正常退出,当然,我们可以传入不同的退出码,表示不同的含义。
正常情况下,如果没有异步操作正在等待,那么 Node.js 会以状态码 0 退出,其他情况下,会用如下的状态码:
1 未捕获异常 - 一个未被捕获的异常,并且没被 domain 或 'uncaughtException' 事件处理器处理。
2 - 未被使用 (Bash 为防内部滥用而保留)
3 内部的 JavaScript 解析错误 - Node.js 内部的 JavaScript 源代码在引导进程中导致了一个语法解析错误。一般只会在开发 Node.js 本身的时候出现。
4 内部的 JavaScript 执行失败 - 引导进程执行 Node.js 内部的 JavaScript 源代码时,返回函数值失败。一般只会在开发 Node.js 本身的时候出现。
5 致命错误 - 在 V8 中有一个致命的错误。 比较典型的是以 FATALERROR 为前缀从 stderr 打印出来的消息。
6 非函数的内部异常处理 - 发生了一个内部异常,但是内部异常处理函数被设置成了一个非函数,或者不能被调用。
7 内部异常处理运行时失败 - 有一个不能被捕获的异常,在试图处理这个异常时,处理函数本身抛出了一个错误。比如,如果一个 'uncaughtException' 或者 domain.on('error') 处理函数抛出了一个错误。
8 - 未被使用,在之前版本的 Node.js,退出码 8 有时候表示一个未被捕获的异常。
9 - 不可用参数 - 某个未知选项没有确定,或者没给必需要的选项填值。
10 内部的 JavaScript 运行时失败 - 调用引导函数时,引导进程执行 Node.js 内部的 JavaScript 源代码抛出错误。 一般只会在开发 Node.js 本身的时候出现。
12 不可用的调试参数
13 未完成的Top-Level Await: await传入的Promise一直没有调用resolve方法
128 退出信号 - 如果 Node.js 接收到致命信号,诸如 SIGKILL 或 SIGHUP,那么它的退出代码将是 128 加上信号的码值。 例如,信号 SIGABRT 的值为 6,因此预期的退出代码将为 128 + 6 或 134。
我们可以通过process的on方法,来监听信号事件:
process.on('SIGTERM',() => {
server.close(() => {
console.log('进程已终止')
})
})
什么是信号?信号是一个 POSIX 内部通信系统:发送通知给进程,以告知其发生的事件。
或者我们可以从程序内部发送这个信号:
process.kill(process.pid,'SIGTERM')
env
因为process进程是和外部环境打交道的,process提供了env属性,该属性承载了在启动进程时设置的所有环境变量。
默认情况下,env中的NODE_ENV被设置为development。
process.env.NODE_ENV // "development"
我们可以通过修改这个环境变量,来切换nodejs的不同运行环境。
argv
process提供了argv来接收外部参数。
比如:
node app.js joe
argv是一个包含所有命令行调用参数的数组。
上面的例子中,第一个参数是 node 命令的完整路径。第二个参数是正被执行的文件的完整路径。所有其他的参数从第三个位置开始。
要想获取joe,我们可以这样做:
const args = process.argv.slice(2)
args[0]
如果是key=value的情况,我们可以这样传参数,并且使用minimist 库来处理参数:
node app.js --name=joe
const args = require('minimist')(process.argv.slice(2))
args['name'] //joe
CLI交互
从 nodejs7开始,nodejs提供了readline模块,可以从process.stdin获取输入:
const readline = require('readline').createInterface({
input: process.stdin,output: process.stdout
})
readline.question(`how are you?`,answer => {
console.log(`${answer}!`)
readline.close()
})
如果需要更加复杂的操作,则可以使用Inquirer.js:
const inquirer = require('inquirer')
var questions = [
{
type: 'input',name: 'hello',message: "how are you?"
}
]
inquirer.prompt(questions).then(answers => {
console.log(`${answers['hello']}!`)
})
exports模块
nodejs拥有内置的模块系统,当我们需要使用其他lib提供的功能时候,我们可以使用require来引入其他lib公开的模块。
但是前提是该lib需要公开,也就是exports对应的模块出来。
nodejs的对象导出有两种方式module.exports和将对象添加为 exports 的属性。
先看第一种方式,square 模块定义在 square.js 中:
module.exports = class Square {
constructor(width) {
this.width = width;
}
area() {
return this.width ** 2;
}
};
下面的例子中, bar.js 使用了导出 Square 类的 square 模块:
const Square = require('./square.js');
const mySquare = new Square(2);
console.log(`mySquare 的面积是 ${mySquare.area()}`);
再看第二种方式,定义一个circle.js:
const { PI } = Math;
exports.area = (r) => PI * r ** 2;
exports.circumference = (r) => 2 * PI * r;
使用:
const circle = require('./circle.js');
console.log(`半径为 4 的圆的面积是 ${circle.area(4)}`);
两者都可以导出特定的模块,但是module.exports只会导出特定的对象,而exports是将对象添加为exports的属性,我们还需要根据属性名称来查找对象的属性。
nodejs API
除了我们上面提到的http,process,nodejs还提供了很多其他非常有用的API :
nodejs的框架
除了基本的nodejs之外,nodejs还有非常多优秀的框架,借助这些框架我们可以是nodejs程序的搭建更加容易和强大。
像AdonisJs,express,koa,Socket.io等等。
本文作者:flydean程序那些事
本文链接:http://www.flydean.com/nodejs-kickoff/
本文来源:flydean的博客
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