一、Node.js简介

1.1 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这哥们,鬼才般的,把这个V8搬到了服务器上,用于做服务器的软件。

Node.js是一个专注于实现高性能Web服务器优化的专家,几经探索,几经挫折后,遇到V8而诞生的项目。

Node.js是一个让JavaScript运行在服务器端的开发平台,它让JavaScript的触角伸到了服务器端,可以与PHP、JSP、Python、Ruby平起平坐。

但Node似乎有点不同:

● Node.js不是一种独立的语言,与PHP、JSP、Python、Perl、Ruby的“既是语言,也是平台”不同,Node.js的使用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.js跳过了Apache、Naginx、IIS等HTTP服务器,它自己不用建设在任何服务器软件之上。Node.js的许多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。一会儿我们就将看到,Node.js没有web容器。

Node.js自身哲学,是花最小的硬件成本,追求更高的并发,更高的处理性能。

官网:https://nodejs.org/en/

特点:Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient.

1.2 特点

所谓的特点,就是Node.js是如何解决服务器高性能瓶颈问题的。

单线程

在Java、PHP或者.net等服务器端语言中,会为每一个客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。也就是说,理论上,一个8GB内存的服务器可以同时连接的最大用户数为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当然就上升了。

Node.js不为每个客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,通过非阻塞I/O、事件驱动机制,让Node.js程序宏观上也是并行的。使用Node.js,一个8GB内存的服务器,可以同时处理超过4万用户的连接。

另外,带线程的带来的好处,还有操作系统完全不再有线程创建、销毁的时间开销。

坏处,就是一个用户造成了线程的崩溃,整个服务都崩溃了,其他人也崩溃了。

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多线程、单线程的一个对比。

也就是说,单线程也能造成宏观上的“并发”。

非阻塞I/O non-blocking I/O

例如,当在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,极大地降低了程序的执行效率。

由于Node.js中采用了非阻塞型I/O机制,因此在执行了访问数据库的代码之后,将立即转而执行其后面的代码,把数据库返回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,将以事件的形式通知执行I/O操作的线程,线程执行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,不断的检查有没有未处理的事件,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%所以,这是一种特别有哲理的解决方案:与其人多,但是好多人闲着;还不如一个人玩命,往死里干活儿。

 

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,会触发相应的事件。在Node中,在一个时刻,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,可以转而处理其他事件(比如,又有新用户连接了),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.js底层是C++(V8也是C++写的)。底层代码中,近半数都用于事件队列、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,这是鬼才才能想到的。针尖上的舞蹈,用一个线程,担负起了处理非常多的任务的使命。

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单线程,单线程的好处,减少了内存开销,操作系统的内存换页。

如果某一个事情,进入了,但是被I/O阻塞了,所以这个线程就阻塞了。

非阻塞I/O, 不会傻等I/O语句结束,而会执行后面的语句。

非阻塞就能解决问题了么?比如执行着小红的业务,执行过程中,小刚的I/O回调完成了,此时怎么办??

事件机制,事件环,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,等待调度。

说是三个特点,实际上是一个特点,离开谁都不行,都玩儿不转了。

Node.js很像抠门的餐厅老板,只聘请1个服务员,服务很多人。结果,比很多服务员效率还高。

Node.js中所有的I/O都是异步的,回调函数,套回调函数。

1.3 适合开发什么?

Node.js适合用来开发什么样的应用程序呢?

善于I/O,不善于计算。因为Node.js最擅长的就是任务调度,如果你的业务有很多的CPU计算,实际上也相当于这个计算阻塞了这个单线程,就不适合Node开发。

当应用程序需要处理大量并发的I/O,而在向客户端发出响应之前,应用程序内部并不需要进行非常复杂的处理的时候,Node.js非常适合。Node.js也非常适合与web socket配合,开发长连接的实时交互应用程序。

比如:

● 用户表单收集

● 考试系统

● 聊天室

● 图文直播

● 提供JSON的API(为前台Angular使用)

 

1.4 Node.js无法挑战老牌3P

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二、Node.js安装

Node.js和Java非常像,跨平台的。不管是Linux还是windows编程是完全一致的(有一些不一样,比如路径的表述)。Linux版本的Node.js环境和windows环境是不一样的,但是编程语言一样。很像Java虚拟机。

我们学习的是最新版,2015年9月19日最新版本4.1.0。

安装包的大小只有10M不到,真的就是一个小玩具。

装完之后,我们在系统的环境变量里面,我们看一下:

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环境变量,就已经自动的填写进去了,就是我们node安装的目录。

什么叫做环境变量?就是在系统的任何目录下,都能运行c:\program files\nodejs里面的程序。

在cmd中,输入node -v就能够查看nodejs的版本。你会发现,我们现在的盘符,不在安装目录下,但是也能够运行,这就是因为有系统环境变量。系统的环境变量已经有了c:\program files\nodejs了,所以,这个文件夹中的node.exe就能够在任何盘符运行。

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运行文件,就要用node命令来运行:

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1 node 路径名

推荐,不要使用完整的路径名,而是通过先进入案例文件夹,然后node相对地址

cd命令,就是change directory的缩写,表示更改当前目录。

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Node.js是服务器的程序,写的js语句,都将运行在服务器上。返回给客户的,都是已经处理好的纯html。

1 //require表示引包,引包就是引用自己的一个特殊功能

2 var http = require("http");

3 //创建服务器,参数是一个回调函数,表示如果有请求进来,要做什么

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

5 //req表示请求,request; res表示响应,response

6 //设置HTTP头部,状态码是200,文件类型是html,字符集是utf8

7 res.writeHead(200,{"Content-type":"text/html;charset=UTF-8"});

8 res.end("哈哈哈哈,我买了一个iPhone" + (1+2+3) + "s");

9 });

10

11 //运行服务器,监听3000端口(端口号可以任改)

12 server.listen(3000,"127.0.0.1");

如果想修改程序,必须中断当前运行的服务器,重新node一次,刷新,才行。

ctrl+c,就可以打断挂起的服务器程序。此时按上箭头,能够快速调用最近的node命令。

你会发现,我们本地写一个js,打死都不能直接拖入浏览器运行,但是有了node,我们任何一个js文件,都可以通过node来运行。也就是说,node就是一个js的执行环境。

我们现在,要跑起来一个服务器,这个服务器的脚本,要以.js存储。是一个js文件。用node命令运行这个js文件罢了。

Node.js没有根目录的概念,因为它根本没有任何的web容器!

让node.js提供一个静态服务,都非常难!

也就是说,node.js中,如果看见一个网址是

1 127.0.0.1:3000/fang

别再去想,一定有一个文件夹,叫做fang了。可能/fang的物理文件,是同目录的test.html

URL和真实物理文件,是没有关系的。URL是通过了Node的顶层路由设计,呈递某一个静态文件的。

 

三、HTTP模块

Node.js中,将很多的功能,划分为了一个个mudule,大陆的书翻译为模块;台湾的书,翻译为模组。

这是因为,有一些程序需要使用fs功能(文件读取功能),有一些不用的,所以为了效率,你用啥,你就require啥。

1 //这个案例简单讲解http模块

2 //引用模块

3 var http = require("http");

4

5 //创建一个服务器,回调函数表示接收到请求之后做的事情

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

7 //req参数表示请求,res表示响应

8 console.log("服务器接收到了请求" + req.url);

9 res.end();

10 });

11 //监听端口

12 server.listen(3000,"127.0.0.1");

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设置一个响应头:

1 res.writeHead(200,{"Content-Type":"text/plain;charset=UTF8"});

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我们现在来看一下req里面能够使用的东西。

最关键的就是req.url属性,表示用户的请求URL地址。所有的路由设计,都是通过req.url来实现的。

我们比较关心的不是拿到URL,而是识别这个URL。

识别URL,用到两个新模块,第一个就是url模块,第二个就是querystring模块

字符串查询,用querystring处理

1 querystring.parse('foo=bar&baz=qux&baz=quux&corge')

2 // returns

3 { foo: 'bar', baz: ['qux', 'quux'], corge: '' }

4

5 // Suppose gbkDecodeURIComponent function already exists,

6 // it can decode `gbk` encoding string

7 querystring.parse('w=%D6%D0%CE%C4&foo=bar', null, null,

8 { decodeURIComponent: gbkDecodeURIComponent })

9 // returns

10 { w: '中文', foo: 'bar' }