javascript開發後端程式的神器nodejs
- 2020 年 12 月 4 日
- 筆記
- javascript, NodeJs, 後端開發, 程式那些事
簡介
javascript雖然一直都可以做服務端程式語言，但是它更多的是以客戶端程式語言來展示在世人面前的。也許javascript自己都忘記了還可以做伺服器端編程，直到2009年nodejs的橫空出世。
nodejs的歷史
javascript作為一門解釋性語言，是不需要像C或者C++那樣進行編譯的。但是在早期的時候,javascript引擎的執行效率是比較低的，所以導致javascript只能做做dom操作。
隨著ajax的興起和現代web2.0的技術的發展，主流瀏覽器開發商儘可能的提升javascript的執行效率，最後Chrome V8出現了，Chrome V8是 Chromium 項目開源的 JavaScript 引擎，使得javascript的執行效率得到了極大的提升。
nodejs借著V8浴火重生了。
nodejs從一誕生就獲得了極大的關注。比較javascript的開發者還是非常非常多的。而且一門語言可以通用前後端是多麼的有吸引力。
nodejs從2009年發展到2020年的nodejs 14,經歷了11年的歷史，和它的先輩javascript相比還是很年輕，但是因為其開放性和包容性，nodejs在以一個非常快的速度向前發展。
nodejs簡介
nodejs藉助於V8引擎和一組非同步的 I/O 原生功能，極大的提升了nodejs的處理效率。
非同步IO我們大家應該都很清楚，和同步IO相比，執行緒不用阻塞，可以去處理其他更有意義的事情。只是在響應返回的時候恢復操作，所以不會浪費CPU時間。
我們簡單看一下nodejs的IO模型：
一個好的語言需要有良好的生態系統相配合，因為語言本身只能提供最基本的一些操作，我們還需要第三方系統來豐富這個語言的生態。
而nodejs的npm倉庫，託管著全球最大的開源庫生態系統。
基本上使用nodejs你可以實現絕大多數需要的功能。
nodejs的另外一個特點就是簡單，考慮一下我們最常用的web應用，如果用java來寫，非常麻煩，你還需要一個web伺服器。
在nodejs中，一切都是那麼的簡單：
const http = require('http')
const hostname = '127.0.0.1'
const port = 3000
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
res.end('welcome to www.flydean.com\n')
})
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`please visit //${hostname}:${port}/`)
})
上面的程式碼就創建了一個web服務，監聽在3000埠，
我們首先引入了http模組，用來進行http處理。
接著使用http 的 createServer() 方法會創建新的 HTTP 伺服器並返回它。
在createServer方法內部，我們可以設定要返回的對象。
最後啟用server.listen功能，來監聽特定的埠和伺服器，當服務就緒之後，會調用後面的回調函數，執行特定的命令。
每當接收到新的請求的時候，就會觸發request事件，request事件可以傳遞兩個參數：
- request 是一個http.IncomingMessage對象，提供了請求的詳細資訊。
- response 是一個http.ServerResponse對象，用於返回數據給調用方。
在上面的例子中，我們並沒有使用request,而是使用response直接構建了返回的對象。
我們設置了statusCode和header，最後使用end來關閉響應。
這就是一個簡單使用的nodejs程式。
nodejs的運行環境
nodejs作為js的一種，是一種解釋性語言，一般解釋性語言都有兩種運行方式。
一種是直接運行，一種是開啟一個解釋性的環境，在其中運行，nodejs也不例外。
直接運行很簡單，我們寫好nodejs的程式之後，比如app.js,直接這樣運行：
node app.js
如果直接執行node命令，就會開啟REPL模式：
node
Welcome to Node.js v12.13.1.
Type ".help" for more information.
>
REPL 也被稱為運行評估列印循環，是一種程式語言環境（主要是控制台窗口），它使用單個表達式作為用戶輸入，並在執行後將結果返回到控制台。
REPL有什麼作用呢？
第一，我們可以直接在REPL中運行某些測試方法，已驗證輸出結果。
比如這樣：
> console.log('www.flydean.com');
www.flydean.com
除此之外REPL還有一些更加有用的功能，我們知道JS中一切皆對象，比如上面我們提到的http對象，如果我們想知道http對象的大概結構怎麼辦呢？
直接在REPL環境中輸入http即可：
> http
{
_connectionListener: [Function: connectionListener],
METHODS: [
'ACL', 'BIND', 'CHECKOUT',
'CONNECT', 'COPY', 'DELETE',
'GET', 'HEAD', 'LINK',
'LOCK', 'M-SEARCH', 'MERGE',
'MKACTIVITY', 'MKCALENDAR', 'MKCOL',
'MOVE', 'NOTIFY', 'OPTIONS',
'PATCH', 'POST', 'PROPFIND',
'PROPPATCH', 'PURGE', 'PUT',
'REBIND', 'REPORT', 'SEARCH',
'SOURCE', 'SUBSCRIBE', 'TRACE',
'UNBIND', 'UNLINK', 'UNLOCK',
'UNSUBSCRIBE'
],
STATUS_CODES: {
'100': 'Continue',
'101': 'Switching Protocols',
'102': 'Processing',
'103': 'Early Hints',
'200': 'OK',
'201': 'Created',
'202': 'Accepted',
'203': 'Non-Authoritative Information',
'204': 'No Content',
'205': 'Reset Content',
'206': 'Partial Content',
'207': 'Multi-Status',
'208': 'Already Reported',
'226': 'IM Used',
'300': 'Multiple Choices',
'301': 'Moved Permanently',
'302': 'Found',
'303': 'See Other',
'304': 'Not Modified',
'305': 'Use Proxy',
'307': 'Temporary Redirect',
'308': 'Permanent Redirect',
'400': 'Bad Request',
'401': 'Unauthorized',
'402': 'Payment Required',
'403': 'Forbidden',
'404': 'Not Found',
'405': 'Method Not Allowed',
'406': 'Not Acceptable',
'407': 'Proxy Authentication Required',
'408': 'Request Timeout',
'409': 'Conflict',
'410': 'Gone',
'411': 'Length Required',
'412': 'Precondition Failed',
'413': 'Payload Too Large',
'414': 'URI Too Long',
'415': 'Unsupported Media Type',
'416': 'Range Not Satisfiable',
'417': 'Expectation Failed',
'418': "I'm a Teapot",
'421': 'Misdirected Request',
'422': 'Unprocessable Entity',
'423': 'Locked',
'424': 'Failed Dependency',
'425': 'Unordered Collection',
'426': 'Upgrade Required',
'428': 'Precondition Required',
'429': 'Too Many Requests',
'431': 'Request Header Fields Too Large',
'451': 'Unavailable For Legal Reasons',
'500': 'Internal Server Error',
'501': 'Not Implemented',
'502': 'Bad Gateway',
'503': 'Service Unavailable',
'504': 'Gateway Timeout',
'505': 'HTTP Version Not Supported',
'506': 'Variant Also Negotiates',
'507': 'Insufficient Storage',
'508': 'Loop Detected',
'509': 'Bandwidth Limit Exceeded',
'510': 'Not Extended',
'511': 'Network Authentication Required'
},
Agent: [Function: Agent] { defaultMaxSockets: Infinity },
ClientRequest: [Function: ClientRequest],
IncomingMessage: [Function: IncomingMessage],
OutgoingMessage: [Function: OutgoingMessage],
Server: [Function: Server],
ServerResponse: [Function: ServerResponse],
createServer: [Function: createServer],
get: [Function: get],
request: [Function: request],
maxHeaderSize: [Getter],
globalAgent: [Getter/Setter]
}
直接輸出了http對象的簡潔結構，我們還可以使用tab按鈕來自動補全http的方法：
> http.
http.__defineGetter__ http.__defineSetter__ http.__lookupGetter__ http.__lookupSetter__ http.__proto__ http.constructor
http.hasOwnProperty http.isPrototypeOf http.propertyIsEnumerable http.toLocaleString http.toString http.valueOf
http.Agent http.ClientRequest http.IncomingMessage http.METHODS http.OutgoingMessage http.STATUS_CODES
http.Server http.ServerResponse http._connectionListener http.createServer http.get http.globalAgent
http.maxHeaderSize http.request
PREL還支援一些特定的點操作：
> .help
.break Sometimes you get stuck, this gets you out
.clear Alias for .break
.editor Enter editor mode
.exit Exit the repl
.help Print this help message
.load Load JS from a file into the REPL session
.save Save all evaluated commands in this REPL session to a file
PERL還有一個特殊變數 _ ,如果在某些程式碼之後輸入 _，則會列印最後一次操作的結果。
process
process 對象是一個全局變數，提供了有關當前 Node.js 進程的資訊並對其進行控制。 作為全局變數，它始終可供 Node.js 應用程式使用，無需使用 require()。 它也可以使用 require() 顯式地訪問。
因為process代表的是nodejs的進程資訊，所以可以處理進程終止，讀取環境變數，接收命令行參數等作用。
終止進程
先看一下怎麼使用process來終止進程：
process.exit(0)
0表示正常退出，當然，我們可以傳入不同的退出碼，表示不同的含義。
正常情況下，如果沒有非同步操作正在等待，那麼 Node.js 會以狀態碼 0 退出，其他情況下，會用如下的狀態碼:
1 未捕獲異常 – 一個未被捕獲的異常, 並且沒被 domain 或 ‘uncaughtException’ 事件處理器處理。
2 – 未被使用 (Bash 為防內部濫用而保留)
3 內部的 JavaScript 解析錯誤 – Node.js 內部的 JavaScript 源程式碼在引導進程中導致了一個語法解析錯誤。一般只會在開發 Node.js 本身的時候出現。
4 內部的 JavaScript 執行失敗 – 引導進程執行 Node.js 內部的 JavaScript 源程式碼時，返回函數值失敗。一般只會在開發 Node.js 本身的時候出現。
5 致命錯誤 – 在 V8 中有一個致命的錯誤。 比較典型的是以 FATALERROR 為前綴從 stderr 列印出來的消息。
6 非函數的內部異常處理 – 發生了一個內部異常，但是內部異常處理函數被設置成了一個非函數，或者不能被調用。
7 內部異常處理運行時失敗 – 有一個不能被捕獲的異常，在試圖處理這個異常時，處理函數本身拋出了一個錯誤。比如, 如果一個 ‘uncaughtException’ 或者 domain.on(‘error’) 處理函數拋出了一個錯誤。
8 – 未被使用，在之前版本的 Node.js, 退出碼 8 有時候表示一個未被捕獲的異常。
9 – 不可用參數 – 某個未知選項沒有確定，或者沒給必需要的選項填值。
10 內部的 JavaScript 運行時失敗 – 調用引導函數時，引導進程執行 Node.js 內部的 JavaScript 源程式碼拋出錯誤。 一般只會在開發 Node.js 本身的時候出現。
12 不可用的調試參數
13 未完成的Top-Level Await: await傳入的Promise一直沒有調用resolve方法
128 退出訊號 – 如果 Node.js 接收到致命訊號, 諸如 SIGKILL 或 SIGHUP，那麼它的退出程式碼將是 128 加上訊號的碼值。 例如，訊號 SIGABRT 的值為 6，因此預期的退出程式碼將為 128 + 6 或 134。
我們可以通過process的on方法，來監聽訊號事件：
process.on('SIGTERM', () => {
server.close(() => {
console.log('進程已終止')
})
})
什麼是訊號？訊號是一個 POSIX 內部通訊系統：發送通知給進程，以告知其發生的事件。
或者我們可以從程式內部發送這個訊號：
process.kill(process.pid, 'SIGTERM')
env
因為process進程是和外部環境打交道的，process提供了env屬性，該屬性承載了在啟動進程時設置的所有環境變數。
默認情況下，env中的NODE_ENV被設置為development。
process.env.NODE_ENV // "development"
我們可以通過修改這個環境變數，來切換nodejs的不同運行環境。
argv
process提供了argv來接收外部參數。
比如：
node app.js joe
argv是一個包含所有命令行調用參數的數組。
上面的例子中，第一個參數是 node 命令的完整路徑。第二個參數是正被執行的文件的完整路徑。所有其他的參數從第三個位置開始。
要想獲取joe，我們可以這樣做：
const args = process.argv.slice(2)
args[0]
如果是key=value的情況，我們可以這樣傳參數，並且使用minimist 庫來處理參數：
node app.js --name=joe
const args = require('minimist')(process.argv.slice(2))
args['name'] //joe
CLI交互
從 nodejs7開始，nodejs提供了readline模組，可以從process.stdin獲取輸入：
const readline = require('readline').createInterface({
input: process.stdin,
output: process.stdout
})
readline.question(`how are you?`, answer => {
console.log(`${answer}!`)
readline.close()
})
如果需要更加複雜的操作，則可以使用Inquirer.js：
const inquirer = require('inquirer')
var questions = [
{
type: 'input',
name: 'hello',
message: "how are you?"
}
]
inquirer.prompt(questions).then(answers => {
console.log(`${answers['hello']}!`)
})
exports模組
nodejs擁有內置的模組系統，當我們需要使用其他lib提供的功能時候，我們可以使用require來引入其他lib公開的模組。
但是前提是該lib需要公開，也就是exports對應的模組出來。
nodejs的對象導出有兩種方式module.exports和將對象添加為 exports 的屬性。
先看第一種方式，square 模組定義在 square.js 中：
module.exports = class Square {
constructor(width) {
this.width = width;
}
area() {
return this.width ** 2;
}
};
下面的例子中， bar.js 使用了導出 Square 類的 square 模組：
const Square = require('./square.js');
const mySquare = new Square(2);
console.log(`mySquare 的面積是 ${mySquare.area()}`);
再看第二種方式，定義一個circle.js：
const { PI } = Math;
exports.area = (r) => PI * r ** 2;
exports.circumference = (r) => 2 * PI * r;
使用：
const circle = require('./circle.js');
console.log(`半徑為 4 的圓的面積是 ${circle.area(4)}`);
兩者都可以導出特定的模組，但是module.exports只會導出特定的對象，而exports是將對象添加為exports的屬性，我們還需要根據屬性名稱來查找對象的屬性。
nodejs API
除了我們上面提到的http，process, nodejs還提供了很多其他非常有用的API ：
nodejs的框架
除了基本的nodejs之外，nodejs還有非常多優秀的框架，藉助這些框架我們可以是nodejs程式的搭建更加容易和強大。
像AdonisJs，express，koa，Socket.io等等。
本文作者：flydean程式那些事
本文鏈接：//www.flydean.com/nodejs-kickoff/
本文來源：flydean的部落格
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