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認識 Node .js

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摘要：服務器每收到一條請求，都會用新的和對象觸發請求回調函數。在調用完請求回調函數之后，就要由你負責用方法結束響應。

前言

本文將介紹Node.js的一些基本概念，包含它的歷史，特性和簡單的使用等。如果你有過服務端的編程經驗，那么你將能很快熟悉它。

Node.js是什么

這是Node.js官網上對其的定義，就是說，Node.js是一個javascript運行平臺，該平臺基于chrome v8 引擎。V8讓Node.js在性能上得到了巨大的提升，因為它去掉了中間環節，執行的不是字節碼，用的也不是解釋器，而是直接編譯成了本地機器碼。（注意：v8 5.9 發布后，Ignition 字節碼解釋器將默認啟動，v8 又回到了字節碼的懷抱，具體請參閱：https://cnodejs.org/topic/590...）

Node.js帶來的好處

對一名前端而言，Node無疑有如下幾個好處：

開發人員用一種語言就能編寫整個Web應用，這可以減少開發客戶端和服務端時所需的語言切換。

有些NoSQL數據庫中用的就是JavaScript語言，（比如CouchDB和MongoDB），所以跟它們配合使用非常方便。

Node用的虛擬機（V8）會緊跟ECMAScript標準。換句話說，在Node中如果想用新的JavaScript語言特性，不用等到所有瀏覽器都支持。

特點

Node.js采用的是事件驅動、非阻塞I/O的設計模型。大家想到了什么？這和javascript在瀏覽器上的運行機制是一樣的。
另外，對于高并發的處理，傳統平臺采用的是多線程方案，而Node.js則采用的是單線程、事件驅動、非阻塞I/O的設計模型。

我們來看一個瀏覽器中的例子：

$.post("/resource.json", function (data) {
  console.log(data)
})
// 繼續執行

上面代碼是瀏覽器中的一個ajax請求，假如該請求需要耗費600ms，該ajax請求會在事件輪詢的外面執行（腳本執行的主順序之外），然后當這個ajax請求完成時（600ms后），它會發出一個“事件”，會有一個函數（通常稱作“回調”）來處理它。
這個操作是異步的，并不會“阻塞”腳本執行，事件輪詢仍然可以響應頁面上執行的其他交互或請求。這樣，瀏覽器可以對客戶做出響應，并且可以處理頁面上的很多交互動作。

我們再來看一個服務器中的例子：

// 數據庫查詢操作
db.query("SELECT * FORM work", function (data) {
    console.log(data)
  }
)

這段代碼做了些I/O操作，并且在所有數據回來之前，這個進程并不會被阻塞。在Node中，I/O幾乎總是在主事件輪詢之外進行，使得服務器可以一直處于高效并且隨時能夠做出響應的狀態，就像NGINX（帶有異步I/O的事件輪詢的一種http服務器）一樣。這樣進程不會受I/O限制，因為I/O延遲不會拖垮服務器。因此一些在服務器上曾經是重量級的操作，在Node服務器上仍然可以是輕量級的。

dirt程序

Node所針對的應用程序有一個專門的簡稱：DIRT。它表示數據密集型實時（data-intensive real-time）程序。上面已經提到，Node自身在I/O上非常輕量，能在處理大量請求時保持很多開放的連接，并且只占用一小部分內存，所以，它特別擅長處理數據密集型實時應用。比如在線文檔協作、對臨近公交車的實時精確定位，以及多人在線游戲等。

簡單的例子

接下來我們先看一些簡單的例子。

文件操作 
var fs = require("fs")

fs.readFile("./package.json", "utf8", function (er, data) {
  console.log(data)
})

這段程序是要從硬盤里讀取package.json文件。當所有數據都讀出來后，就會調用那個回調函數。require("fs")是指加載Node提供的文件模塊，讀取的文件內容將用utf8進行編碼。

HTTP服務器

如果你有 PHP 開發經驗，會知道在成功運行 PHP 之前先要配置一個功能強大而復雜的 HTTP 服務器，譬如Apache、IIS 或 Nginx，還需要將 PHP 配置為 HTTP 服務器的模塊，或者使用 FastCGI 協議調用 PHP 解釋器。這種架構是“瀏覽器 - HTTP 服務器 - PHP 解釋器”的組織方式，而Node.js 將“HTTP服務器”這一層抽離，直接面向瀏覽器用戶。如下圖所示：

接下來，讓我們創建一個 HTTP 服務器吧。建立一個名為 app.js 的文件，代碼如下：

var http = require("http")

http.createServer(function(req, res) {
  res.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"})
  res.write("
Node.js
")
  res.end("
Hello World
")
}).listen(3000)

console.log("HTTP server is listening at port 3000.")

上面代碼中，創建HTTP服務器調用了http.createServer()函數。它只有一個參數，是個回調函數，服務器每次收到HTTP請求后都會調用這個回調函數。這個請求回調有兩個參數，請求和響應對象，通常簡寫為req和res。服務器每收到一條HTTP請求，都會用新的req和res對象觸發請求回調函數。
res.writeHead()方法設定了響應狀態碼為200和響應頭中的Content-Type為text/html類型。
response.write()方法表示向請求的客戶端發送響應內容。 內容可以是一個Buffer或字符串，表示要發送的內容。
Node不會自動往客戶端寫任何響應。在調用完請求回調函數之后，就要由你負責用res.end()方法結束響應。所以，最終程序用res.end("

Hello World

")結束了一次響應。

在終端中運行node app.js 命令，打開瀏覽器訪問 http://127.0.0.1:3000 試試吧。

流

Node在處理數據流上也很強大。你可以把數據流看成特殊的數組，只不過數組中的數據分散在空間上，而數據流中的數據是分散在時間上的。通過將數據一塊一塊地傳送，開發人員可以每收到一塊數據就開始處理，而不用等所有數據都到全了再做處理。
下面我們看一個例子：

var fs = require("fs")
var stream = fs.createReadStream("./package.json")

stream.on("data", function (chunk) {
  console.log(chunk)
})
stream.on("end", function () {
  console.log("finished")
})

只要有新的數據塊準備好，就會激發data事件，當所有數據塊都加載完之后，會激發一個end事件。
程序可以邊讀取邊處理，這要比等著所有數據都緩存到內存中再處理效率高得多。
Node中也有可寫數據流，可以往里寫數據塊。當HTTP服務器上有請求過來時，對其進行響應的res對象就是可寫數據流的一種。
可讀和可寫數據流可以連接起來形成管道，這是一種高效的數據處理方式，只要有數據準備好就可以處理，不用等著讀取完整個資源再把它寫出去。
用我們上面的HTTP服務器，看看如何把一張圖片流到客戶端：

var http = require("http")
var fs = require("fs")

http.createServer(function (req, res) {
  res.writeHead(200, {"Content-Type": "image/png"})
  fs.createReadStream("./img.png").pipe(res)
}).listen(3000)

console.log("Server running at http://localhost:3000/")

在這行代碼中，數據從文件中讀進來（fs.createReadStream），然后數據隨著進來就被送到（.pipe）客戶端（res）。在數據流動時，事件輪詢還能處理其他事件。

小結

相信讀到這里，大家對Node的優勢和特性已經有了一些了解，并且通過本文的三個編程小例子，對Node的一些用法也有了一些體會，Node跟所有技術一樣，并不是萬能藥。它擅長解決某些問題，并為我們帶來方便。同樣的，在某些方面，卻是它的短板，比如：計算密集型應用。希望你能在用Node開發之前，多一些合理的考慮，多一份編程的快樂。

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