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Node 模塊原理與用法詳解

 更新時間:2020年05月13日 10:34:28   作者:alogy  
這篇文章主要介紹了Node 模塊原理與用法,結(jié)合實例形式詳細(xì)分析了node.js模塊基本概念、原理、用法及操作注意事項,需要的朋友可以參考下

本文實例講述了Node 模塊原理與用法。分享給大家供大家參考,具體如下:

簡介

V8引擎本身就是用于Chrome瀏覽器的JS解釋部分,但是Ryan Dahl,把V8搬到服務(wù)器,用于做服務(wù)器的軟件。
Node是一個專注于實現(xiàn)高性能Web服務(wù)器優(yōu)化的專家,在遇到V8而誕生的項目

  • 沒有歷史包袱,沒有同步I/O。不會出現(xiàn)一個同步I/O導(dǎo)致事件循環(huán)性能急劇降低的情況。
  • V8性能足夠好,遠(yuǎn)遠(yuǎn)比Python,Ruby等其它腳本語言的引擎快。
  • JavaScript語言的閉包特性非常方便,比C中的回調(diào)函數(shù)好用。

Node可以讓JavaScript運(yùn)行在服務(wù)器端的平臺開發(fā),它讓JavaScript的觸角延伸到了服務(wù)器端,可以與PHP,JSP,Python,Ruby等語言實現(xiàn)后端開發(fā)。

但Node似乎有點(diǎn)不同:

  • Node不是一種獨(dú)立的語言,與PHP,JSP,Python,Perl,Ruby的“即使語言,也是平臺”不同,Node使用的是JavaScript進(jìn)行編程,運(yùn)行在JavaScript引擎上(V8)
  • 與PHP,JSP等相比(PHP,JSP,.net都需要運(yùn)行在服務(wù)器程序上,Apache,Naginx,Tomcat,IIS),Node跳過了Apcahe,Naginx,IIS等HTTP服務(wù)器,它自己不用建設(shè)在任何服務(wù)器任何之上。Node的設(shè)計理念與經(jīng)典架構(gòu)(LAMP = Linux + Apache + MySQL + PHP) 有著很大的不同,可以提供強(qiáng)大的伸縮能力。
  • Node沒有Web容器。
  • Node是花最小的硬件成本,追求更高的并發(fā),更高的處理性能。

Node特點(diǎn)

所謂特點(diǎn),就是Node如果解決服務(wù)器高性能瓶頸問題。
JavaScript有什么特點(diǎn)的時候,會立即想到 單線程,事件驅(qū)動面向?qū)ο?/code>。但是JavaScript精髓 覺得是 this閉包 ,作用域鏈, 函數(shù)。才使得這門語言魅力無窮。

單線程

在Java,PHP,或者.net 等服務(wù)器端語言中,會為每一個用戶端連接創(chuàng)建一個新的線程。而每個線程需要耗費(fèi)大約2MB內(nèi)存。理論上,一個8GB內(nèi)存的服務(wù)器可以同時連接的最大用戶數(shù)4000個左右。要讓W(xué)eb應(yīng)用程序支持更多的用戶,就需要增加服務(wù)器的數(shù)量,而Web應(yīng)用程序的硬件成本就上升了。
Node不為每個用戶連接創(chuàng)建一個新的線程,而僅僅使用一個線程。當(dāng)有用戶連接了,就觸發(fā)一個內(nèi)部事件,并通過非阻塞I/O,事件驅(qū)動機(jī)制,讓Node程序宏觀上也是并行的。Node中,一個8GB內(nèi)存的服務(wù)器,可以同時處理超過4萬用戶的連接。
單線程好處:操作系統(tǒng)完全不再有線程創(chuàng)建,銷毀的時間開銷。
單線程壞處:就是一個用戶造成了線程的奔潰,整個服務(wù)都奔潰了,其它人的服務(wù)也就奔潰了。

單線程也能夠造成宏觀上的“并發(fā)”。

非阻塞I/O

非阻塞I/O non-blocking I/O

例子:訪問數(shù)據(jù)庫取得數(shù)據(jù)的時候,需要一段時間。
在傳統(tǒng)的單線程處理機(jī)制中,在執(zhí)行了訪問數(shù)據(jù)庫代碼之后,整個線程都將暫停下來,等待數(shù)據(jù)庫返回結(jié)果,才能執(zhí)行后面的代碼。也就是說I/O阻塞了代碼的執(zhí)行,極大降低了程序執(zhí)行的效率。

Node采用了非阻塞型I/O機(jī)制,因此在執(zhí)行了訪問數(shù)據(jù)庫的代碼之后,將立即轉(zhuǎn)而執(zhí)行后面的代碼,把數(shù)據(jù)庫返回的結(jié)果的處理代碼放在回調(diào)函數(shù)中,從而提高了程序的執(zhí)行效率。
當(dāng)某個I/O執(zhí)行完畢時,將以時間的形式通知執(zhí)行I/O操作的線程,線程執(zhí)行了這個事件的回調(diào)函數(shù)。為了處理異步I/O,線程必須有事件循環(huán),不斷的檢查是否有未處理的時間。依次予以處理。
阻塞模式下,一個線程只能處理一項任務(wù),要想提高吞吐量必須通過多線程。而非阻塞模式下,一個線程永遠(yuǎn)在執(zhí)行計算操作,這個線程的CPU核心利用率永遠(yuǎn)是100%。 有一種類似 : 與其多人工作,但是好多人閑著,倒不如一個人工作,往死里干活。

事件驅(qū)動
事件驅(qū)動 event-driven

在Node中,客戶端請求建立連接,提交數(shù)據(jù)等行為,會觸發(fā)相應(yīng)的時間。在Node中,在一個ie時時刻,只能執(zhí)行一個事件回調(diào)函數(shù),但是在執(zhí)行一個事件回調(diào)函數(shù)的中途,可以轉(zhuǎn)而處理其它事件(比如:有新用戶連接),然后返回繼續(xù)執(zhí)行原事件的回調(diào)函數(shù)。這種處理機(jī)制,稱為:"事件環(huán)"機(jī)制。

Node底層是C++(V8也是C++) 編寫。底層代碼中,近半數(shù)都用戶事件隊列,回調(diào)函數(shù)隊列的構(gòu)建。用事件驅(qū)動來完成服務(wù)器的任務(wù)調(diào)度。用一個線程,擔(dān)負(fù)起了處理非常多的任務(wù)。

單線程,減少內(nèi)存開銷,操作系統(tǒng)的內(nèi)存換頁。
如某一個任務(wù),執(zhí)行了,但是被I/O阻塞了,所以這個縣城就阻塞了。非阻塞I/O,不會傻等I/O語句結(jié)束,而會執(zhí)行后面的語句。利用事件驅(qū)動,不管是新用戶的請求,還是老用戶的I/O完成,都將以事件方式加入事件環(huán)中,等待調(diào)度。

Node所有的I/O都是異步的,回調(diào)函數(shù)嵌套回調(diào)函數(shù)。

Node是單進(jìn)程單線程應(yīng)用程序,但是通過事件和回調(diào)支持并發(fā),所以性能非常高。
Node的每個API都是異步的,并作為一個獨(dú)立線程運(yùn)行,使用異步函數(shù)調(diào)用,并處理并發(fā)。
Node基本上所有的事件機(jī)制都是用設(shè)計模式中的觀察者模式實現(xiàn)的。
Node單線程類似進(jìn)入一個while(true)的事件循環(huán),直到?jīng)]有事件觀察者退出,每個異步事件都生成一個事件觀察者,如果有事件發(fā)生就調(diào)用該回調(diào)函數(shù)。

模塊

moduel

Node中,以模塊為單位劃分所有功能,并且提供一個完整的模塊加載機(jī)制,可以將應(yīng)用程序話費(fèi)為各個不同的部分。

Node中,一個JavaScript文件中定義的變量,函數(shù),都只在這個文件內(nèi)部有效果。

俠義的說,每一個JavaScript文件都是一個模塊,而多個JavaScript文件之間可以相互require,共同實現(xiàn)一個功能,整體外對,又稱之為廣義上的模塊

好處:

  • 減少重復(fù)代碼量,增加可讀性。
  • 方便進(jìn)行代碼規(guī)劃。
  • 方面使用第三方模塊。

當(dāng)需要從JS文件外部引用到這些變量,函數(shù)時,必須使用exprots對象,或者module.exprots進(jìn)行暴露。使用者需要使用require(); 函數(shù)引入這個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();

一個JavaScript文件,可以向外exprots無數(shù)個變量,函數(shù),對象,但是require(); 的時候,僅僅需要 載入一次JS文件即可。 所以,無形之后,會增加一個頂層命名空間。

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

// 對象
module.exports = {
 name1: 123,
 name2: 456
}
// 暴露結(jié)果: { name1: 123, name2: 456 }

exports.msg = {
 name1: 1,
 name2: 2
}
// 暴露結(jié)果 : { msg: { name1: 1, name2: 2 } }



// 函數(shù)
exports.showMsg = function () {
}

// 暴露結(jié)果 : { showMsg: [Function] }
// 在 引用結(jié)果 需要 通過 變量 引用對象 執(zhí)行
// var msg = require();
// msg.showMsg();


module.exports = function () {
}
// 暴露結(jié)果 [Function]
// 引入文件的 變量 直接執(zhí)行

模板引擎

數(shù)據(jù)綁定,成為一個完整的HTML字符串。
Node中使用的模板:ejs 和 jade

后臺模板引擎:

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

// 模板中需要的數(shù)據(jù)
var dictionary = {
 a:6,
 news : ["xixi","haha"]
};

HTTP模塊

主要類

Class: http.Server
var server = http.createServer();

server就是http.Server類的實例。

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類的實例。

Class: http.IncomingMessage

``
var server = http.createServer(function(req,res){ });
``
req就是http.IncomingMessage類的實例。

server對象

可以使用on語法監(jiān)聽某個事件。

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對象

每次上行請求頭對象

req.headers //HTTP上行請求頭

req.httpVersion // http請求的版本?,F(xiàn)在基本上都是1.1  
req.method  //  “GET”、”POST”就是請求的類型  
req.url // 用戶請求的網(wǎng)址

res對象

每次下行響應(yīng)對象

res.end() // 每次都要有這個語句,表示這次的發(fā)送已經(jīng)結(jié)束
  // 參數(shù)必須是string、buffer(圖片、文件)。

res.write()  // 就是寫HTTP下行請求的body

res.setHeader()     // 設(shè)置返回的報文頭部

res.statusCode = 404;  // 設(shè)置狀態(tài)碼

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

url模塊

作用內(nèi)置模塊,解析url,解析地址。 分析和解析 URL 的工具

url.parse()

url.parse()就是用來解析網(wǎng)址,接收一個字符串,返回一個JSON:

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

url.parse方法第二個參數(shù)如果是true,那么返回的對象中的query就是json

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

querystring模塊

querystring模塊是專門用來解析GET請求的查詢字符串的。

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

path模塊

處理和轉(zhuǎn)換文件路徑的工具集,專門處理路徑

path.basename()  返回路徑中的文件名
path.dirname()  返回路徑中的文件夾名
path.extname()  返回路徑的拓展名

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模塊

文件處理模塊,可以讀文件,也可以寫文件

fs.readFile();      //讀取文件內(nèi)容  
fs.readDir();      //讀取文件夾名
fs.appendFile();    //追加文件
fs.writeFile();     //寫入文件(覆蓋原有的)
fs.rename();      //修改文件名

自定義模塊

每一個js文件中可以看成是一個小小的模塊
require()誰,就會執(zhí)行誰。就相當(dāng)于調(diào)用一個函數(shù)。A require B, 先執(zhí)行B全部語句,然后執(zhí)行A的剩余語句。

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

每個js文件就是一個閉包,聲明的函數(shù)、變量只在這個js文件內(nèi)部有定義。
A require了 B , 那么B里面的所有路徑都要按照A的路徑寫。

如果需要使用到其它文件中的變量,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 ,一般使用到構(gòu)造函數(shù)。

如果只有寫文件載入,會去默認(rèn)文件夾下:node_modules 尋找是否有當(dāng)前需要載入的文件

require('test.js'); 

也可以直接省略路徑、省略文件名,只寫文件夾名

require('aa'); 

實際上引用的是node_moduels文件夾里面的aa文件夾里面的index.js文件。
一般第三方模塊,都放入node_modules文件夾中。

package.json

配置信息:

{
 "name": "my_package",  //項目名字
 "version": "1.0.0",  //版本號
 "main": "index.js",  //入口文件
 "keywords": [],    //關(guān)鍵詞,就是搜索什么npm上能夠顯示你
 "author": "ag_dubs",  //作者
 "license": "ISC",   //版權(quán)協(xié)議
 "repository": {       //代碼托管倉庫,這個會自動生成一個連接
  "type": "git",
  "url": "https://github.com/ashleygwilliams/my_package.git"
 },
 "bugs": {        //如果發(fā)現(xiàn)bug應(yīng)該交給誰
  "url": "https://github.com/ashleygwilliams/my_package/issues"
 },
  "dependencies": {
  "underscore": "*",
 "date-format" : "0.0.2"
 },
  "homepage": "https://github.com/ashleygwilliams/my_package"  //個人網(wǎng)站
} 

最重要的信息是:依賴

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

formidable

處理POST請求

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

// 設(shè)置上傳路徑
form.uploadDir = "./uploads";
form.parse(req, function(err, fields, files) {
 // fields是普通域,就是普通的文本框、單選按鈕、復(fù)選按鈕、textarea都存在這個對象里面
 // files是上傳的文件信息
 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");
});

爬蟲初級

需要的npm包:

  1. express
  2. request (后端發(fā)送請求的模塊)
  3. cheerio (像前端一樣操作拉取回來的數(shù)據(jù))

爬蟲以及Robots協(xié)議介紹:

  1. 爬蟲,是中自動獲取網(wǎng)頁內(nèi)容的程序。是搜索引擎的重要組成部分,因此搜索引擎優(yōu)化很大程度上就是針對爬蟲而做出的優(yōu)化。
  2. robots.txt是一個文本文件,robots.txt是一個協(xié)議,不是一個命令。robots.txt是爬蟲要查看的第一個文件。robots.txt文件告訴爬蟲在服務(wù)器上什么文件是可以被查看的,搜索機(jī)器人就會按照該文件中的內(nèi)容來確定訪問的范圍。

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') 一樣

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

});

app.listen(3000);

使用supervisor啟動

> supervisor start app.js

常用npm包

模塊名 鏈接地址 簡介
async async 異步操作管理
bl bl 二進(jìn)制數(shù)據(jù)解析
bluebird bluebird 異步操作管理
browserify browserify 發(fā)布瀏覽器可用的包
bunyan bunyan 日志(logging)管理
chai chai 斷言
chalk chalk 命令行彩色輸出
co co 異步流程管理
colors colors 命令行彩色輸出
commander commander 命令行工具
debug debug Debug輸出器
dockerode dockerode Docker管理
duplexify duplexify Stream流操作工具
event-stream event-stream Stream流操作工具
express express Server服務(wù)器框架
hapi hapi Server服務(wù)器框架
koa koa Server服務(wù)器框架
glob glob 文件名匹配
grunt grunt 構(gòu)建工具
gulp gulp 構(gòu)建工具
hyperquest hyperquest 輕量級HTTP客戶端
istanbul istanbul 測試用例覆蓋率分析
JSONStream JSONStream Stream流管理工具
levelup levelup LevelDB
lodash lodash 函數(shù)式編程工具
log4js log4js 日志(logging)管理工具
minimatch minimatch 文件名匹配
minimist minimist 命令行操作
mocha mocha 單元測試
moment moment 日期時間輸出
mongodb mongodb MongoDB
mysql mysql MySQL
nconf nconf 配置工具
needle needle 輕量級HTTP客戶端
node-fetch node-fetch Fetch API
nodemailer nodemailer Email客戶端
passport passport 登錄和認(rèn)證
pg pg Postgres
pump pump Stream流管理工具
redis redis Redis
request request HTTP客戶端
restify restify REST API搭建
socket.io socket.io WebSocket實時通信
split2 split2 Stream流管理工具
tape tape 單元測試
through2 through2 Stream流管理工具
underscore underscore 函數(shù)式編程工具
ws ws Websockets
xml2js xml2js XML轉(zhuǎn)換為JavaScript
http-server http-server 命令行的HTTP服務(wù)器
nrm nrm 更改NPM下載源
node-inspector node-inspector Node調(diào)試
supervisor supervisor 檢測Node進(jìn)程的服務(wù)
nodemon nodemon 在文件有變化之后會自動重啟服務(wù)

希望本文所述對大家node.js程序設(shè)計有所幫助。

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