【青训营】--Node.js入门

CooLevin
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Node.js简介

异步I/O

1、当Node.js执行I/O操作时，会在响应返回并恢复操作，而不是阻塞线程并浪费CPU循环等待

2、代码编写顺序与执行顺序无关 image.png

单线程

Node.js保持了JavaScript在浏览器中单线程的特点

优点: ①不用处处在意状态同步问题，不会发生死锁没有线程上下文切换带来的性能开销 缺点: ①无法利用多核CPU ②错误会引起整个应用退出，健壮性不足大量计算占用导致CPU,无法继续执行

浏览器为例，浏览器是多进程，JS引擎单线程 Browser进程：浏览器主进程，只有一个 插件进程：插件使用时才创建 GPU进程：最多一个用于3D绘制 渲染进程：页面渲染、JS执行、事件处理

  • GUI渲染进程+
  • JS引擎线程+V8
  • 事件触发线程
  • 定时器触发线程
  • 异步请求线程

跨平台

兼容Windows和*nix平台，主要得益于在操作系统与Node上层模块系统之间构建了一层平台架构。

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应用场景

Node.js在大部分领域都占有一席之地，尤其是I/O密集型的

  • web应用：Express/Koa
  • 前端构建：Webpack
  • GUI客户端软件：VSCode/网易云音乐
  • 其他：实时通讯、爬虫、CLI等...

模块化机制

1.何为模块化? 根据功能或业务将一个大程序拆分成互相依赖的小文件，再用简单的方式拼装起来

2.为什么模块化?无模块化问题

所有script标签必须保证顺序正确，否则会依赖报错全局变量存在命名冲突，占用内存无法被回收

llFE/namespace会导致代码可读性低等诸多问题

CommonJS规范

Node.js支持CommonJS模块规范，采用同步机制加载模块

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①如上图所示，在greeting.js文件中定义prefix变量以及sayHi方法，在index.js文件中会输出'hello world'

②因为prefix没有在module.exports里面进行导出，也就是说在index.js里面不会拿到prefix。

③module.exports是CommonJS的一个导出规范，导出的方式就是require('./greeting')

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实际上module.exports是可以替换的：exports=module.exports={}

加载方式

1.加载内置模块require('fs')

2.加载相对|绝对路径的文件模块

require('/User / .../file.js')

require('./file.js')

3.加载npmrequire('lodash')

npm包查找原则：require('lodash')

1.当前目录node_modules

2.如果没有，父级目录的node_modules

3.如果没有，沿着路径向上递归，直到根目录下node_modules4.找到之后会加载package.json main指向的文件，如果没有package.json则依次查找index.js、index.json、index.node

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require.cache 中缓存着加载过的模块，缓存的原因:同步加载

1.文件模块查找耗时，如果每次require都需要重新遍历查找，性能会比较差;

2.在实际开发中，模块可能包含副作用代码

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其他模块化规范

  • AMD是RequireJS在推广过程中规范化产出，异步加载，推崇依赖前置;
  • CMD是SeaJS在推广过程中规范化产出，异步加载．推崇就近依赖;
  • UMD (Uhiversal Module Definition规范,兼容AMD和ComrnonJS模式；
  • ES Modules (ESM)，语言层面的模块化规范，与环境无关，可借助babel编译

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ES Modules（ESM）

  • ESM是在ES6语言层面提出的一种模块化标准
  • ESM中主要有import、export两个关键词，不能console打印两个关键词

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如何创建文件？

如果Node.js版本大于13，文件后缀可以写.mjs

Tree Shaking

如果一个已创建的方法没有的话，Tree Shaking可以把这个方法给干掉

Code Splitting

进行代码分割

CommonJS VS ESM

  • CommonJS模块输出的是一个值的拷贝;ESM 模块输出的是值的引用
  • CommonJS模块是运行时加载;ESM模块是编译时输出(提前加载) image.png

包管理机制

npm介绍

NPM是Node.js中的包管理器，提供了安装、删除等其他命令来管理包

  • 一个包可以require很多的模块
  • 模块可以包含多个包
  • 两者是多对多的

常用命令

  • npm init 生成一个package.json框架，让交互式的方式填写信息

  • npm config

    设置代理，设置联名

  • npm run[cmd]

  • npm install [pkg]

  • npm uninstall [pkg]

    上述三个：可以对安装卸载更新某个包

  • npm info [pkg]

    查看包信息

  • npm publish

    发到包服务器，供公共使用

内容

  • name包名称
  • version版本号
  • main入口文件
  • scripts 执行脚本
  • dependencies线上依赖
  • devDependencies开发依赖
  • repository 代码托管地址

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更多package.json配置

  • dependencies 业务依赖，应用发布后正常执行所需要的包
  • devDependencies开发依赖,只用于开发环境
  • peerDependencies同等依赖，比如一个webpack 插件依赖特定版本的 webpack
  • bundledDependencies打包依赖(npm run pack)，必须已经在 devDep或者dep声明过
  • optionalDependencies可选依赖

私有npm

  • 镜像公司内部私有npm
  • 镜像设置npm config set registry=bnpm.byted.org

其他

  • 并行安装

  • 扁平管理

  • 锁文件(lockfile)

    俩npm包版本不同会锁文件

  • 缓存优化

  • npm7|yarn => lock/扁平/缓存

  • pnpm => monorepo/硬、符号链接/安全性高

异步编程

异步编程的方式有四种：

callback|pormise|async|event

Callback

目的：读取package.json中main字段对应的文件内容

如果main里面又index.js的文件，就会去读取index.js文件，如何Node.js提供的API去实现操作

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在现实中遇到的层级可能会更深，就会出现回调地狱。

回调地狱的解决方法：

Promise

Promise是一个具有四个状态的有限状态机，其中三个核心状态为Pending（挂起）、Fulfiled（完成）、Rejected（拒绝）、以及还有一个未开始状态。

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上一步操作中，如果用Promise操作的话，如何实现？

在Node.js16中，除了有fs/readfile，还有一个fs/promise，如何readfile会返回一个promise

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如何将Callback转为Promise形式？util.promisify

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await

await函数使用try catch捕获异常（注意并行处理）

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可以跟promise也可以跟普通函数，不过跟普通函数没有任何区别

Event

发布订阅模式，Node.js内置events模块，比如HTTP server on('request')事件监听

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Web应用开发

HTTP模块

搭建一个最简单的HTTP服务，Node.js内置HTTP模块

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Koa介绍

Koa-基于Node.js平台的下一代Web开发框架

  • 底层还是使用的HTTP模块，提供更优雅的函数库，编写时会更简单一些

Koa它仅仅提供了一个轻量优雅的函数库，使得编写Web应用变得得心应手，不在内核方法中任何中间件

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执行过程

  • 服务启动

    • 实例化application
    • 注册中间件
    • 创建服务、监听端口

  • 接受/处理请求

    • 获取请求req、res对象
    • req -> request、res -> response封装
    • request & response -> context
    • 执行中间件
    • 输出设置到ctx.body 上的内容

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Koa中间件

Koa应用程序是一个包含一组中间件函数的对象，它是按照葱模型组织和执行的

插洋葱：插洋葱时会从第一层插到最后一层，再从最后一层插出来到第一层

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假设洋葱有三层，那么中间件的执行顺序为：1 2 3 2 1

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获取处理函数的执行时间

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三个中间件：

1、logger中间件

首先等待后面的函数执行完，执行完之后，response会映射到ctx，任何就可以得到第三个函数的执行时间

2、response中间件

开始之前会打印一个开始时间，await next相当于等待下一个中间件执行完成，执行完成后，会再打印一个结束时间，映射到ctx的一个变量上去。

3、函数执行

for循环，简单函数

常用中间件

  • Koa-router：路由解析
  • koa-body：reques body 解析
  • koa-logger：日志记录
  • koa-views：模板渲染
  • koa2-cors：跨域处理
  • koa-session：session处理
  • koa-helmet：安全防护

Koa中间件种类繁多，质量参差不齐，需要合理选择，搞笑组合。。。

基于Koa 的前端框架

开源：Think JS/Egg

内部：Turbo、Era、Gulu

  • Koa对象response / request / context / application等扩展
  • Koa常用中间件库
  • 公司内部服务支持
  • 进程管理
  • 脚手架
  • ...

线上部署

多进程|进程守护|复杂计算

Node.js 保持了JavaScript,在浏览器中单线程的特点（一个进程只开一个线程)

Node.js虽然是单线程模型，但是其基于事件驱动、异步非阻塞模式，可以应用于高并发场景,同时避免了线程创建、线程之间上下文切换所产生的资源开销。

缺点:

  • 无法利用多核CPU
  • 错误会引起整个应用退出，健壮性不足
  • 大量计算占用导致CPU,无法继续执行

利用多核CPU

Node.js提供了cluster/child——process模块

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单进程较慢，出问题容易退出

多进程较快，出问题不容易退出

进程守护

Node.js进程管理工具：

多进程|自动重启|负载均衡|日志查看|性能监控

image.png image.png

或者使用pm2进程管理与监控 image.png

复杂计算

如果一个for循环高达十亿次，那么计算时间就会超过十秒，就会阻塞后面的代码

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解决方法：

使用多进程拆到computer.json里面

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最后

前端开发与服务器开发的区别：

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