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:
- express
- request (后端发送请求的模块)
- cheerio (像前端一样操作拉取回来的数据)
爬虫以及Robots协议介绍:
- 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。
- 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
模块名 | 链接地址 | 简介 |
---|---|---|
async | 异步操作管理 | |
bl | 二进制数据解析 | |
bluebird | 异步操作管理 | |
browserify | 发布浏览器可用的包 | |
bunyan | 日志(logging)管理 | |
chai | 断言 | |
chalk | 命令行彩色输出 | |
co | 异步流程管理 | |
colors | 命令行彩色输出 | |
commander | 命令行工具 | |
debug | Debug输出器 | |
dockerode | Docker管理 | |
duplexify | Stream流操作工具 | |
event-stream | Stream流操作工具 | |
express | Server服务器框架 | |
hapi | Server服务器框架 | |
koa | Server服务器框架 | |
glob | 文件名匹配 | |
grunt | 构建工具 | |
gulp | 构建工具 | |
hyperquest | 轻量级HTTP客户端 | |
istanbul | 测试用例覆盖率分析 | |
JSONStream | Stream流管理工具 | |
levelup | LevelDB | |
lodash | 函数式编程工具 | |
log4js | 日志(logging)管理工具 | |
minimatch | 文件名匹配 | |
minimist | 命令行操作 | |
mocha | 单元测试 | |
moment | 日期时间输出 | |
mongodb | MongoDB | |
mysql | MySQL | |
nconf | 配置工具 | |
needle | 轻量级HTTP客户端 | |
node-fetch | Fetch API | |
nodemailer | Email客户端 | |
passport | 登录和认证 | |
pg | Postgres | |
pump | Stream流管理工具 | |
redis | Redis | |
request | HTTP客户端 | |
restify | REST API搭建 | |
socket.io | WebSocket实时通信 | |
split2 | Stream流管理工具 | |
tape | 单元测试 | |
through2 | Stream流管理工具 | |
underscore | 函数式编程工具 | |
ws | Websockets | |
xml2js | XML转换为JavaScript | |
http-server | 命令行的HTTP服务器 | |
nrm | 更改NPM下载源 | |
node-inspector | Node调试 | |
supervisor | 检测Node进程的服务 | |
nodemon | 在文件有变化之后会自动重启服务 |
希望本文所述对大家node.js程序设计有所帮助。