有关node.js

99年的小白
867 阅读11分钟

Node.js介绍与安装

Node是JavaScript语言的服务器运行环境。

所谓“运行环境”有两层意思：首先，JavaScript语言通过Node在服务器运行，在这个意义上，Node有点像JavaScript虚拟机；其次，Node提供大量工具库，使得JavaScript语言与操作系统互动（比如读写文件、新建子进程），在这个意义上，Node又是JavaScript的工具库。

Node内部采用Google公司的V8引擎，作为JavaScript语言解释器；通过自行开发的libuv库，调用操作系统资源。

官网地址

下载LTS版本

使用

安装完成后，运行node.js程序，就是使用node命令读取JavaScript脚本。

当前目录的demo.js脚本文件，可以这样执行。

$ node demo
# 或者
$ node demo.js

使用-e参数，可以执行代码字符串。

$ node -e 'console.log("Hello World")'
Hello World

在命令行键入node命令，后面没有文件名，就进入一个Node.js的REPL环境（Read–eval–print loop，”读取-求值-输出”循环），可以直接运行各种JavaScript命令。

$ node
> 1+1
2
>

REPL是Node.js与用户互动的shell，各种基本的shell功能都可以在里面使用，比如使用上下方向键遍历曾经使用过的命令。

特殊变量下划线（_）表示上一个命令的返回结果。

> 1 + 1
2
> _ + 1
3

在REPL中，如果运行一个表达式，会直接在命令行返回结果。如果运行一条语句，就不会有任何输出，因为语句没有返回值。

> x = 1
1
> var x = 1

命令行脚本

node脚本可以作为命令行脚本使用。

$ node foo.js

上面代码执行了foo.js脚本文件。

foo.js文件的第一行，如果加入了解释器的位置，就可以将其作为命令行工具直接调用。

#!/usr/bin/env node

调用前，需更改文件的执行权限。

$ chmod u+x foo.js
$ ./foo.js arg1 arg2 ...

作为命令行脚本时，console.log用于输出内容到标准输出，process.stdin用于读取标准输入，child_process.exec()用于执行一个shell命令。

异步操作

Node采用V8引擎处理JavaScript脚本，最大特点就是单线程运行，一次只能运行一个任务。这导致Node大量采用异步操作（asynchronous operation），即任务不是马上执行，而是插在任务队列的尾部，等到前面的任务运行完后再执行。

由于这种特性，某一个任务的后续操作，往往采用回调函数（callback）的形式进行定义。

var isTrue = function(value, callback) {
  if (value === true) {
    callback(null, "Value was true.");
  }
  else {
    callback(new Error("Value is not true!"));
  }
}

上面代码就把进一步的处理，交给回调函数callback。

Node约定，如果某个函数需要回调函数作为参数，则回调函数是最后一个参数。另外，回调函数本身的第一个参数，约定为上一步传入的错误对象。

var callback = function (error, value) {
  if (error) {
    return console.log(error);
  }
  console.log(value);
}

如果没有发生错误，回调函数的第一个参数就传入null。这种写法有一个很大的好处，就是说只要判断回调函数的第一个参数，就知道有没有出错，如果不是null，就肯定出错了。另外，这样还可以层层传递错误。

全局对象和全局变量

Node提供以下几个全局对象，它们是所有模块都可以调用的。

  • global：表示Node所在的全局环境，类似于浏览器的window对象。需要注意的是，如果在浏览器中声明一个全局变量，实际上是声明了一个全局对象的属性，比如var x = 1等同于设置window.x = 1，但是Node不是这样，在模块文件中，声明var x = 1，该变量不是global对象的属性，global.x等于undefined。这是因为模块的全局变量都是该模块私有的，其他模块无法取到。
  • process：该对象表示Node所处的当前进程，允许开发者与该进程互动。
  • console：指向Node内置的console模块，提供命令行环境中的标准输入、标准输出功能。

Node还提供一些全局函数。

  • setTimeout()：用于在指定毫秒之后，运行回调函数。该方法返回一个整数，代表这个新建定时器的编号。
  • clearTimeout()：用于终止一个setTimeout方法新建的定时器。
  • setInterval()：用于每隔一定毫秒调用回调函数。该方法返回一个整数，代表这个新建定时器的编号。
  • clearInterval()：终止一个用setInterval方法新建的定时器。
  • require()：用于加载模块。
  • Buffer()：用于操作二进制数据。

Node提供两个全局变量，都以两个下划线开头。

  • __filename：指向当前运行的脚本文件名。
  • __dirname：指向当前运行的脚本所在的目录。

除此之外，还有一些对象实际上是模块内部的局部变量，指向的对象根据模块不同而不同，但是所有模块都适用，可以看作是伪全局变量，主要为module, module.exports, exports等。

模块化结构

前言: 虽然nodejs支持ES6模块化, 但大部分包是用的还是CommonJS规范, 所以这里有必要给大家说一下

Node.js采用模块化结构，按照CommonJS规范定义和使用模块。模块与文件是一一对应关系，即加载一个模块，实际上就是加载对应的一个模块文件。

require命令用于指定加载模块，加载时可以省略脚本文件的后缀名。

var circle = require('./circle.js');
// 或者
var circle = require('./circle');

require方法的参数是模块文件的名字。它分成两种情况，第一种情况是参数中含有文件路径（比如上例），这时路径是相对于当前脚本所在的目录，第二种情况是参数中不含有文件路径，这时Node到模块的安装目录，去寻找已安装的模块（比如下例）。

var fs = require('fs');

模块一旦被加载以后，就会被系统缓存。如果第二次还加载该模块，则会返回缓存中的版本，这意味着模块实际上只会执行一次。如果希望模块执行多次，则可以让模块返回一个函数，然后多次调用该函数。

核心模块

如果只是在服务器运行JavaScript代码，用处并不大，因为服务器脚本语言已经有很多种了。Node.js的用处在于，它本身还提供了一系列功能模块，与操作系统互动。这些核心的功能模块，不用安装就可以使用，下面是它们的清单。

  • http：提供HTTP服务器功能。
  • url：解析URL。
  • fs：与文件系统交互。
  • querystring：解析URL的查询字符串。
  • child_process：新建子进程。
  • util：提供一系列实用小工具。
  • path：处理文件路径。
  • crypto：提供加密和解密功能，基本上是对OpenSSL的包装。

自定义模块

Node模块采用CommonJS规范。只要符合这个规范，就可以自定义模块。

下面是一个最简单的模块，假定新建一个foo.js文件，写入以下内容。

module.exports = function(x) {
    console.log(x);
};

上面代码就是一个模块，它通过module.exports变量，对外输出一个方法。

这个模块的使用方法如下。

// index.js

var m = require('./foo');

m("这是自定义模块");

上面代码通过require命令加载模块文件foo.js（后缀名省略），将模块的对外接口输出到变量m，然后调用m。这时，在命令行下运行index.js，屏幕上就会输出“这是自定义模块”。

module变量是整个模块文件的顶层变量，它的exports属性就是模块向外输出的接口。如果直接输出一个函数（就像上面的foo.js），那么调用模块就是调用一个函数。但是，模块也可以输出一个对象。下面对foo.js进行改写。

// foo.js

var out = new Object();

function p(string) {
  console.log(string);
}

out.print = p;

module.exports = out;

上面的代码表示模块输出out对象，该对象有一个print属性，指向一个函数。下面是这个模块的使用方法。

// index.js

var m = require('./foo');

m.print("这是自定义模块");

CommonJS规范

Node 应用由模块组成，采用 CommonJS 模块规范。

每个文件就是一个模块，有自己的作用域。在一个文件里面定义的变量、函数、类，都是私有的，对其他文件不可见。

// example.js
var x = 5;
var addX = function (value) {
  return value + x;
};

上面代码中，变量x和函数addX，是当前文件example.js私有的，其他文件不可见。

如果想在多个文件分享变量，必须定义为global对象的属性。

global.warning = true;

上面代码的warning变量，可以被所有文件读取。当然，这样写法是不推荐的。

CommonJS规范规定，每个模块内部，module变量代表当前模块。这个变量是一个对象，它的exports属性（即module.exports）是对外的接口。加载某个模块，其实是加载该模块的module.exports属性。

var x = 5;
var addX = function (value) {
  return value + x;
};
module.exports.x = x;
module.exports.addX = addX;

上面代码通过module.exports输出变量x和函数addX。

require方法用于加载模块。

var example = require('./example.js');

console.log(example.x); // 5
console.log(example.addX(1)); // 6

CommonJS模块的特点如下。

所有代码都运行在模块作用域，不会污染全局作用域。 模块可以多次加载，但是只会在第一次加载时运行一次，然后运行结果就被缓存了，以后再加载，就直接读取缓存结果。要想让模块再次运行，必须清除缓存。 模块加载的顺序，按照其在代码中出现的顺序。

module对象

Node内部提供一个Module构建函数。所有模块都是Module的实例。

function Module(id, parent) {
  this.id = id;
  this.exports = {};
  this.parent = parent;
  // ...

每个模块内部，都有一个module对象，代表当前模块。它有以下属性。

  • module.id 模块的识别符，通常是带有绝对路径的模块文件名。
  • module.filename 模块的文件名，带有绝对路径。
  • module.loaded 返回一个布尔值，表示模块是否已经完成加载。
  • module.parent 返回一个对象，表示调用该模块的模块。
  • module.children 返回一个数组，表示该模块要用到的其他模块。
  • module.exports 表示模块对外输出的值。

下面是一个示例文件，最后一行输出module变量。

// example.js
var fss = require('fs');
exports.fss = fss;
console.log(module);

执行这个文件，命令行会输出如下信息。

{
  id: '.',
  path: '/Users/luwnto/Desktop',
  exports: {
    fss: {
  ...  
  parent: null,
  filename: '/Users/luwnto/Desktop/a.js',
  ...

如果在命令行下调用某个模块，比如node something.js，那么module.parent就是null。如果是在脚本之中调用，比如require('./something.js')，那么module.parent就是调用它的模块。

module.exports属性

module.exports属性表示当前模块对外输出的接口，其他文件加载该模块，实际上就是读取module.exports变量。

exports变量

为了方便，Node为每个模块提供一个exports变量，指向module.exports。这等同在每个模块头部，有一行这样的命令。

var exports = module.exports;

造成的结果是，在对外输出模块接口时，可以向exports对象添加方法。

exports.area = function (r) {
  return Math.PI * r * r;
};

exports.circumference = function (r) {
  return 2 * Math.PI * r;
};

注意，不能直接将exports变量指向一个值，因为这样等于切断了exports与module.exports的联系。

exports = function(x) {console.log(x)};

上面这样的写法是无效的，因为exports不再指向module.exports了。

下面的写法也是无效的。

exports.hello = function() {
  return 'hello';
};

module.exports = 'Hello world';

上面代码中，hello函数是无法对外输出的，因为module.exports被重新赋值了。

这意味着，如果一个模块的对外接口，就是一个单一的值，不能使用exports输出，只能使用module.exports输出。

module.exports = function (x){ console.log(x);};

如果你觉得，exports与module.exports之间的区别很难分清，一个简单的处理方法，就是放弃使用exports，只使用module.exports。

异常处理

Node是单线程运行环境，一旦抛出的异常没有被捕获，就会引起整个进程的崩溃。所以，Node的异常处理对于保证系统的稳定运行非常重要。

一般来说，Node有三种方法，传播一个错误。

  • 使用throw语句抛出一个错误对象，即抛出异常。
  • 将错误对象传递给回调函数，由回调函数负责发出错误。
  • 通过EventEmitter接口，发出一个error事件。

try…catch结构

最常用的捕获异常的方式，就是使用try…catch结构。但是，这个结构无法捕获异步运行的代码抛出的异常。

try {
  setTimeout(function(){
    throw new Error("error");
  },1000)
} catch (err) {
  //can not catch it
  console.log(err);
}

无法被catch代码块捕获，因为catch代码块所在的那部分已经运行结束了。

一种解决方法是将错误捕获代码，也放到异步执行。

setTimeout(function() {
    try {
      if (true)
        throw new Error("woops!");
      else
        console.log("Ok");
    } catch(e) {
      console.log(e);
    }
  }, 2000)

这种处理方法都不太理想。一般来说，Node只在很少场合才用try/catch语句，比如使用JSON.parse解析JSON文本。

回调函数

Node采用的方法，是将错误对象作为第一个参数，传入回调函数。这样就避免了捕获代码与发生错误的代码不在同一个时间段的问题。

fs.readFile('/foo.txt', function(err, data) {
  if (err !== null) throw err;
  console.log(data);
});

上面代码表示，读取文件foo.txt是一个异步操作，它的回调函数有两个参数，第一个是错误对象，第二个是读取到的文件数据。如果第一个参数不是null，就意味着发生错误，后面代码也就不再执行了

EventEmitter接口的error事件

发生错误的时候，也可以用EventEmitter接口抛出error事件。

var EventEmitter = require('events').EventEmitter;
var emitter = new EventEmitter();

emitter.emit('error', new Error('something bad happened'));

使用上面的代码必须小心，因为如果没有对error事件部署监听函数，会导致整个应用程序崩溃。所以，一般总是必须同时部署下面的代码。

emitter.on('error', function(err) {
  console.error('出错：' + err.message);
});

详细教程敬请期待更新

avatar
文章
阅读
粉丝