7-1 nodejs 基础

前端黄先森
75 阅读6分钟

服务器主要处理的是 I/O(输入/输出) 请求

简介

基础模块

1、fs：File System，操作文件的 （常用）

2、path：操作路径的（不常用）

3、http：创建 http 服务器的，处理客户端请求 （常用）

4、net：底层网络通信模块（不常用）

5、process：进程管理 （常用）

V8 核心：事件循环、内存原理

Node 版本管理工具：nvm（必装的）

使用 http 起一个简单的 server：

  1. 创建文件夹
mkdir base && cd base && touch index.js && pnpm init
  1. 写入代码
// 引入 http 模块
const http = require("http");

// 创建一个 HTTP 服务器
const server = http.createServer((req, resp) => {
  // 从请求对象中获取请求方法和请求 URL
  const { method, url } = req;

  // 设置响应头的 Content-Type 为 "text/html; charset=utf-8"
  resp.setHeader("Content-Type", "text/html; charset=utf-8");
  // 设置响应状态码为 200
  resp.statusCode = 200;
  // 发送响应内容，并结束响应
  resp.end(
    `<h1>hello，我是使用 http 创建的服务器，你是一个：${method} | ${url}</h1>`
  );
});

// 从环境变量中获取端口号，如果没有则使用默认值 3001
const port = process.env.PROT || 3001;

// 启动服务器并监听指定端口
server.listen(port, () => {
  // 打印服务器运行信息
  console.log(`HTTP Server running on http://localhost:${port}`);
});
  1. 运行node index.jsornodemon index.js

nodemon：一个 Node.js 开发工具，用于监视项目文件的变化，并在检测到变化时自动重启 Node.js 应用。

安装npm install -g nodemon

字符集

字符集：它定义了一组符号和编码规则，用于表示文本中的字符。

写一个读取文件的 js

  1. 创建文件：fs.js
touch fs.js
  1. 写入代码：
const fs = require("fs");

const path = require("path");

function getFile(filePath) {
  try {
    const fileContent = fs.readFileSync(path.resolve(__dirname, filePath));
    const fileContentUtf8 = Buffer.from(fileContent).toString("utf8");
    console.log("[ fileContent ] >", fileContent);
    console.log("[ fileContentUtf8 ] >", fileContentUtf8);
  } catch (error) {
    console.log("[ getFile error ] >", error);
  }
}
getFile("./package.json");
  1. 运行node fs.js

readFileSync默认读取到的文件会以Buffer展示

Buffer是 nodejs 中处理二进制数据的类，可将其转为不同字符编码(utf8/base64/ascii 等)的数据。Buffer.from('原内容').toString('编码')

Buffer 类

const Buffer = require('buffer')

Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]]) // 指定容量创建空 Buffer（已初始化的）
Buffer.allocUnsafe(size[, fill, ]) // 指定容量创建空 Buffer（未初始化的），所以不安全

Buffer.from(str[, encoding]) // 从已有数据创建 Buffer

Base64

base64 组成：小写 a-z，大写 A-Z，数字 0-9，符号 “+”“/”共 64 个字符（额外还有个“=”符号）

将字符串(图片等)转为二进制序列(010101...)，然后每 6 个为一组进行分组，不足 6 个的低位补 0。分完组后，每6 个组成新的字节，高位补00，构成新的二进制序列，然后转为十进制，最后在 base64 索引表中找该十进制对应的字符

  1. 一个字节 = 8比特（bit），是由 8 个二进制位组成的，其范围是从二进制的00000000到11111111，转换为十进制就是0到255。

  2. ASCII字符集中的英文字符及其他一些符号可以用一个字节表示，因为ASCII字符集总共只有128个字符（0到127），小于一个字节所能表示的最大范围。

  3. 对于中文字符，以及其他许多非ASCII字符，由于字符数量众多，通常需要使用两个字节来表示。

Process

提供当前 nodejs 进程相关的信息

process.env当前用户环境信息

{
    USER: 'hzq',
    PATH: '/Users/hzq/xxxx',
    PWD: '/Users/hzq/code/mianshi/7-1 nodejs 基础/nodejs-base',
    HOME: '/Users/hzq',
    _: '/Users/hzq/.nvm/versions/node/v16.14.0/bin/node'
    // .....
}

process.cwd()返回当前 nodejs 进程的工作目录

process.cwd() // /Users/hzq/code/7-1 nodejs 基础/nodejs-base

Crypto

在 Node.js 中，crypto 模块是内置的加密和解密库，提供了丰富的密码学相关的功能，包括哈希（Hashing）、消息认证码（MACs）、加密（Encryption）、解密（Decryption）、签名（Signing）和验证（Verification）等。以下是 crypto 模块中一些常见用法：

  1. 哈希（Hashes） ： 
const crypto = require('crypto');
const hash = crypto.createHash('sha256');
hash.update('some data to hash');
const digest = hash.digest('hex'); // 得到哈希摘要
  1. HMAC（哈希消息认证码） ： 
const hmac = crypto.createHmac('sha256', 'secret key');
hmac.update('message');
const hmacDigest = hmac.digest('hex');
  1. 对称加密（Symmetric Encryption） ： 
const algorithm = 'aes-256-cbc';
const key = crypto.randomBytes(32); // 生成一个密钥
const iv = crypto.randomBytes(16); // 生成一个初始化向量（IV）

// 加密
const cipher = crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv);
let encrypted = cipher.update('message', 'utf8', 'hex');
encrypted += cipher.final('hex');

// 解密
const decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv);
let decrypted = decipher.update(encrypted, 'hex', 'utf8');
decrypted += decipher.final('utf8');
  1. 非对称加密（Asymmetric Encryption） ： 
const { generateKeyPairSync } = require('crypto');
const { publicKey, privateKey } = generateKeyPairSync('rsa', {
  modulusLength: 2048,
});

// 加密
const encrypted = crypto.publicEncrypt(publicKey, Buffer.from('message'));

// 解密
const decrypted = crypto.privateDecrypt(privateKey, encrypted);
  1. 签名（Signatures） ： 
const sign = crypto.createSign('SHA256');
sign.write('some data to sign');
sign.end();
const signature = sign.sign(privateKey, 'hex');

// 验证签名
const verify = crypto.createVerify('SHA256');
verify.write('some data to sign');
verify.end();
const isVerified = verify.verify(publicKey, signature, 'hex');

Http1.x VS Http 2

1、传输格式：1.x 使用文本格式；2 使用二进制格式（更高效）

2、多路复用：1.x 一次 TCP 连接只能发送一次请求；2 可一次 TCP 连接发送多次请求（耗时更少），

3、服务器推送：1.x 不支持服务器主动推送内容给客户端；2 就支持

V8

事件循环

nodejs 端的事件循环跟浏览器端的有点不一样。

浏览器端的事件循环主要服务于UI 渲染和网络请求

nodejs 端的事件循环主要服务于 IO 处理、定时器、异步任务等

node 的宏任务、微任务

常见宏任务：I/O callbacks、timer（settimeout、setInterval）、setImmediate

常见微任务：Promise 回调、process.nextTick 等

循环流程：

1、入口进入，作为第一个宏任务被执行

2、执行同步代码直到结束

3、清空微任务列表，若有新的微任务产生，则继续清空

4、检查是否进行 I/O Poll 阶段

5、执行下一个宏任务

内存管理

在服务端内存是比较珍贵的，nodejs 限制了 64 位机器最大为 1.4 GB，限制了 32 位机器最大为 0.7GB

管理过程：

采用 GC：Garbage Collection - 垃圾回收 来管理内存

1、标记：通过遍历GC Root来标记活动或非活动对象，遍历到的就是活动的，不能遍历到的就是非活动的

2、清除：将非活动对象清除

内存划分

堆：复杂类型；栈：基本类型；

分代垃圾回收

针对“堆”，划分了两个区域：新生代、老生代

新生代(存放短、容量小)：

新创建的先放这里面。

采用 Scavenge 算法，又分为 From、To 区域

新创建先放 From 区域，当 From 区域满时，进行垃圾回收(标记清除) ，然后把存活的复制到 To 区域，之后翻转一下，即 From 变为 To，To 变成 From，之后重复直到两次垃圾回收(标记清除) 后还存在的就移动到老生代中

老生代(存放久，容量大)：

多次在新生代里面存活的就晋升为老生代。

垃圾回收采用的是标记-清除或标记-整理

标记-整理： 基于标记清除，然后再整理了下内存碎片

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