Node 模块原理与用法详解

本文实例讲述了Node 模块原理与用法。分享给大家供大家参考，具体如下：

简介

V8引擎本身就是用于Chrome浏览器的JS解释部分，但是Ryan Dahl，把V8搬到服务器，用于做服务器的软件。
Node是一个专注于实现高性能Web服务器优化的专家,在遇到V8而诞生的项目

• 没有历史包袱，没有同步I/O。不会出现一个同步I/O导致事件循环性能急剧降低的情况。
• V8性能足够好，远远比Python，Ruby等其它脚本语言的引擎快。
• JavaScript语言的闭包特性非常方便，比C中的回调函数好用。

Node可以让JavaScript运行在服务器端的平台开发，它让JavaScript的触角延伸到了服务器端，可以与PHP，JSP，Python，Ruby等语言实现后端开发。

但Node似乎有点不同：

• Node不是一种独立的语言，与PHP，JSP，Python，Perl，Ruby的“即使语言，也是平台”不同，Node使用的是JavaScript进行编程，运行在JavaScript引擎上(V8)
• 与PHP，JSP等相比(PHP,JSP,.net都需要运行在服务器程序上，Apache，Naginx，Tomcat，IIS)，Node跳过了Apcahe，Naginx，IIS等HTTP服务器，它自己不用建设在任何服务器任何之上。Node的设计理念与经典架构(LAMP = Linux + Apache + MySQL + PHP) 有着很大的不同，可以提供强大的伸缩能力。
• Node没有Web容器。
• Node是花最小的硬件成本，追求更高的并发，更高的处理性能。

Node特点

所谓特点,就是Node如果解决服务器高性能瓶颈问题。
JavaScript有什么特点的时候，会立即想到 单线程，事件驱动， 面向对象。但是JavaScript精髓 觉得是 this， 闭包 ，作用域链， 函数。才使得这门语言魅力无穷。

单线程

在Java，PHP，或者.net 等服务器端语言中，会为每一个用户端连接创建一个新的线程。而每个线程需要耗费大约2MB内存。理论上，一个8GB内存的服务器可以同时连接的最大用户数4000个左右。要让Web应用程序支持更多的用户，就需要增加服务器的数量，而Web应用程序的硬件成本就上升了。
Node不为每个用户连接创建一个新的线程，而仅仅使用一个线程。当有用户连接了，就触发一个内部事件，并通过非阻塞I/O，事件驱动机制，让Node程序宏观上也是并行的。Node中，一个8GB内存的服务器，可以同时处理超过4万用户的连接。
单线程好处：操作系统完全不再有线程创建，销毁的时间开销。
单线程坏处：就是一个用户造成了线程的奔溃，整个服务都奔溃了，其它人的服务也就奔溃了。

单线程也能够造成宏观上的“并发”。

非阻塞I/O

非阻塞I/O non-blocking I/O

例子：访问数据库取得数据的时候，需要一段时间。
在传统的单线程处理机制中，在执行了访问数据库代码之后，整个线程都将暂停下来，等待数据库返回结果，才能执行后面的代码。也就是说I/O阻塞了代码的执行，极大降低了程序执行的效率。

Node采用了非阻塞型I/O机制，因此在执行了访问数据库的代码之后，将立即转而执行后面的代码，把数据库返回的结果的处理代码放在回调函数中，从而提高了程序的执行效率。
当某个I/O执行完毕时，将以时间的形式通知执行I/O操作的线程，线程执行了这个事件的回调函数。为了处理异步I/O，线程必须有事件循环，不断的检查是否有未处理的时间。依次予以处理。
阻塞模式下，一个线程只能处理一项任务，要想提高吞吐量必须通过多线程。而非阻塞模式下，一个线程永远在执行计算操作，这个线程的CPU核心利用率永远是100%。 有一种类似 ： 与其多人工作，但是好多人闲着，倒不如一个人工作，往死里干活。

事件驱动
事件驱动 event-driven

在Node中，客户端请求建立连接，提交数据等行为，会触发相应的时间。在Node中，在一个ie时时刻，只能执行一个事件回调函数，但是在执行一个事件回调函数的中途，可以转而处理其它事件(比如：有新用户连接)，然后返回继续执行原事件的回调函数。这种处理机制，称为："事件环"机制。

Node底层是C++(V8也是C++) 编写。底层代码中，近半数都用户事件队列，回调函数队列的构建。用事件驱动来完成服务器的任务调度。用一个线程，担负起了处理非常多的任务。

单线程，减少内存开销，操作系统的内存换页。
如某一个任务，执行了，但是被I/O阻塞了，所以这个县城就阻塞了。非阻塞I/O，不会傻等I/O语句结束，而会执行后面的语句。利用事件驱动，不管是新用户的请求，还是老用户的I/O完成，都将以事件方式加入事件环中，等待调度。

Node所有的I/O都是异步的，回调函数嵌套回调函数。

Node是单进程单线程应用程序，但是通过事件和回调支持并发，所以性能非常高。
Node的每个API都是异步的，并作为一个独立线程运行，使用异步函数调用，并处理并发。
Node基本上所有的事件机制都是用设计模式中的观察者模式实现的。
Node单线程类似进入一个while(true)的事件循环，直到没有事件观察者退出，每个异步事件都生成一个事件观察者，如果有事件发生就调用该回调函数。

模块

moduel

Node中，以模块为单位划分所有功能，并且提供一个完整的模块加载机制，可以将应用程序话费为各个不同的部分。

Node中，一个JavaScript文件中定义的变量，函数，都只在这个文件内部有效果。

侠义的说，每一个JavaScript文件都是一个模块，而多个JavaScript文件之间可以相互require，共同实现一个功能，整体外对，又称之为广义上的模块

好处：

• 减少重复代码量，增加可读性。
• 方便进行代码规划。
• 方面使用第三方模块。

当需要从JS文件外部引用到这些变量，函数时，必须使用exprots对象，或者module.exprots进行暴露。使用者需要使用require(); 函数引入这个JS文件。

function People( name,sex,age ){
  this.name = name;
  this.sex = sex;
  this.age = age;
}

People.prototype = {
  sayHello: function(){
    console.log(this.name+this.sex+this.age);
  }
};

// 暴露
module.exports = People;

// 使用
var People = require('./People.js');

var p1 = new People('zf','nv','23');

p1.sayHello();

一个JavaScript文件，可以向外exprots无数个变量，函数，对象，但是require(); 的时候，仅仅需要 载入一次JS文件即可。 所以，无形之后，会增加一个顶层命名空间。

// 变量
// 需要变量引用 使用 
exports.a = 10;
// 直接需要变量值使用.
module.exports = name;

// 对象
module.exports = {
 name1: 123,
 name2: 456
}
// 暴露结果： { name1: 123, name2: 456 }

exports.msg = {
 name1: 1,
 name2: 2
}
// 暴露结果 ： { msg: { name1: 1, name2: 2 } }



// 函数
exports.showMsg = function () {
}

// 暴露结果 ： { showMsg: [Function] }
// 在 引用结果 需要 通过 变量 引用对象 执行
// var msg = require();
// msg.showMsg();


module.exports = function () {
}
// 暴露结果 [Function]
// 引入文件的 变量 直接执行

模板引擎

数据绑定，成为一个完整的HTML字符串。
Node中使用的模板：ejs 和 jade

后台模板引擎：

<ul>
  <% for(var i = 0 ; i < news.length ; i++){ %>
   <li><%= news[i] %></li>
  <% } %>
</ul>

// 模板中需要的数据
var dictionary = {
 a:6,
 news : ["xixi","haha"]
};

HTTP模块

主要类

Class: http.Server

var server = http.createServer();

server就是http.Server类的实例。

常用的方法有：

server.listen(port, [hostname], [backlog], [callback])

Class: http.ServerResponse

var server = http.createServer(function(req,res){ });

res就是 http.ServerResponse类的实例。

Class: http.IncomingMessage

``
var server = http.createServer(function(req,res){ });
``
req就是http.IncomingMessage类的实例。

server对象

可以使用on语法监听某个事件。

var http = require('http');
var server = http.createServer();

server.on('request',function ( req,res ) {
 res.setHeader('Content-type','text/html;charset=utf8');
 if ( req.url == '/' ){
  res.end('index');
 } else {
  res.end('404');
 }
});

server.listen(8080,'localhost');

req对象

每次上行请求头对象

req.headers //HTTP上行请求头

req.httpVersion // http请求的版本。现在基本上都是1.1  
req.method  //  “GET”、”POST”就是请求的类型  
req.url // 用户请求的网址

res对象

每次下行响应对象

res.end() // 每次都要有这个语句，表示这次的发送已经结束
  // 参数必须是string、buffer（图片、文件）。

res.write()  // 就是写HTTP下行请求的body

res.setHeader()     // 设置返回的报文头部

res.statusCode = 404;  // 设置状态码

res.writeHead()     // 和res.setHeader差不多
res.writeHead(288 , {"Content-Type":"text/plain"});

url模块

作用内置模块，解析url，解析地址。 分析和解析 URL 的工具

url.parse()

url.parse()就是用来解析网址，接收一个字符串，返回一个JSON:

var obj = url.parse("http://localhost:8080/a/b/c/1.html?name=ting&age=21");

url.parse方法第二个参数如果是true，那么返回的对象中的query就是json

query: { xingming: 'xiaoming', age: '12' }

querystring模块

querystring模块是专门用来解析GET请求的查询字符串的。

console.log( qs.parse('name=ting&age=21&hobby=run&hobby=sing') );
// 返回：{ name: 'ting', age: '21', hobby: [ 'run', 'sing' ] }

path模块

处理和转换文件路径的工具集，专门处理路径

path.basename()  返回路径中的文件名
path.dirname()  返回路径中的文件夹名
path.extname()  返回路径的拓展名

console.log( path.basename('/xixi/haha/a.html') ); //a.html
console.log( path.extname('/xixi/haha/a.html') ); //.html
console.log( path.dirname('/xixi/haha/a.html') ); ///xixi/haha

fs模块

文件处理模块，可以读文件，也可以写文件

fs.readFile();      //读取文件内容  
fs.readDir();      //读取文件夹名
fs.appendFile();    //追加文件
fs.writeFile();     //写入文件（覆盖原有的）
fs.rename();      //修改文件名

自定义模块

每一个js文件中可以看成是一个小小的模块
require()谁，就会执行谁。就相当于调用一个函数。A require B， 先执行B全部语句，然后执行A的剩余语句。

require('./test/a.js');

每个js文件就是一个闭包，声明的函数、变量只在这个js文件内部有定义。
A require了 B ， 那么B里面的所有路径都要按照A的路径写。

如果需要使用到其它文件中的变量，使用exports暴露出去。

exports.*** = ***;
testA .js
var a = 100;
exports.a = a;

主文件

var testA = requrie('./testA.js');  
console.log( testA.a );

暴露唯一的接口，module.exports ，一般使用到构造函数。

如果只有写文件载入，会去默认文件夹下：node_modules 寻找是否有当前需要载入的文件

require('test.js');

也可以直接省略路径、省略文件名，只写文件夹名

require('aa');

实际上引用的是node_moduels文件夹里面的aa文件夹里面的index.js文件。
一般第三方模块，都放入node_modules文件夹中。

package.json

配置信息：

{
 "name": "my_package",  //项目名字
 "version": "1.0.0",  //版本号
 "main": "index.js",  //入口文件
 "keywords": [],    //关键词，就是搜索什么npm上能够显示你
 "author": "ag_dubs",  //作者
 "license": "ISC",   //版权协议
 "repository": {       //代码托管仓库，这个会自动生成一个连接
  "type": "git",
  "url": "https://github.com/ashleygwilliams/my_package.git"
 },
 "bugs": {        //如果发现bug应该交给谁
  "url": "https://github.com/ashleygwilliams/my_package/issues"
 },
  "dependencies": {
  "underscore": "*",
 "date-format" : "0.0.2"
 },
  "homepage": "https://github.com/ashleygwilliams/my_package"  //个人网站
}

最重要的信息是:依赖

{
 "dependencies": { 
  "underscore": "*",
 "date-format" : "^0.0.2"
 }
}

formidable

处理POST请求

// formidable 语法
var form = new formidable.IncomingForm();

// 设置上传路径
form.uploadDir = "./uploads";
form.parse(req, function(err, fields, files) {
 // fields是普通域，就是普通的文本框、单选按钮、复选按钮、textarea都存在这个对象里面
 // files是上传的文件信息
 var newname = df('yyyyMMddhhmmssSSS', new Date());
 
 fs.rename(files.touxiang.path , "./uploads/" + newname + ".jpg",function(err){
   if(err){
     res.end("error");
     return ;
   }
 });
 res.end("ok");
});

爬虫初级

需要的npm包：

1. express
2. request (后端发送请求的模块)
3. cheerio (像前端一样操作拉取回来的数据)

爬虫以及Robots协议介绍：

1. 爬虫，是中自动获取网页内容的程序。是搜索引擎的重要组成部分，因此搜索引擎优化很大程度上就是针对爬虫而做出的优化。
2. robots.txt是一个文本文件，robots.txt是一个协议，不是一个命令。robots.txt是爬虫要查看的第一个文件。robots.txt文件告诉爬虫在服务器上什么文件是可以被查看的，搜索机器人就会按照该文件中的内容来确定访问的范围。

var express = require('express');
var app = express();
var cheerio = require('cheerio');

app.get('/', function(req, res){

  var request = require('request');

  request('https://linxingzhang.com', function(err, response, body) {
    if (!err && response.statusCode == 200) {
      $ = cheerio.load(body); // 和jquery的$('body') 一样

      res.json({
        panel: $('#link-panel li').length
      });
    }
  });

});

app.listen(3000);

使用supervisor启动

> supervisor start app.js

常用npm包

希望本文所述对大家node.js程序设计有所帮助。