前言

从本章开始，我们就正式开启JavaScript的后端开发之旅。

Node.js是目前非常火热的技术

支持HTML5的WebKit已经成为手机端的标准了

话说有个叫Ryan Dahl的歪果仁，他的工作是用C/C++写高性能Web服务。对于高性能，异步IO、事件驱动是基本原则，但是用C/C++写就太痛苦了。于是这位仁兄开始设想用高级语言开发Web服务。他评估了很多种高级语言，发现很多语言虽然同时提供了同步IO和异步IO，但是开发人员一旦用了同步IO，他们就再也懒得写异步IO了，所以，最终，Ryan瞄向了JavaScript。

因为JavaScript是单线程执行，根本不能进行同步IO操作，所以，JavaScript的这一“缺陷”导致了它只能使用异步IO。

选定了开发语言，还要有运行时引擎。这位仁兄曾考虑过自己写一个，不过明智地放弃了，因为V8就是开源的JavaScript引擎。让Google投资去优化V8，咱只负责改造一下拿来用，还不用付钱，这个买卖很划算。

于是在2009年，Ryan正式推出了基于JavaScript语言和V8引擎的开源Web服务器项目，命名为Node.js。虽然名字很土，但是，Node第一次把JavaScript带入到后端服务器开发，加上世界上已经有无数的JavaScript开发人员，所以Node一下子就火了起来。

在Node上运行的JavaScript相比其他后端开发语言有何优势？

最大的优势是借助JavaScript天生的事件驱动机制加V8高性能引擎，使编写高性能Web服务轻而易举。

其次，JavaScript语言本身是完善的函数式语言，在前端开发时，开发人员往往写得比较随意，让人感觉JavaScript就是个“玩具语言”。但是，在Node环境下，通过模块化的JavaScript代码，加上函数式编程，并且无需考虑浏览器兼容性问题，直接使用最新的ECMAScript 6标准，可以完全满足工程上的需求。

一、安装Node.js和npm

由于Node.js平台是在后端运行JavaScript代码，所以，必须首先在本机安装Node环境。

在Windows上安装时务必选择全部组件，包括勾选Add to Path。

安装完成后，在Windows环境下，请打开命令提示符，然后输入node -v

继续在命令提示符输入node，此刻你将进入Node.js的交互环境。在交互环境下，你可以输入任意JavaScript语句

要退出Node.js环境，连按两次Ctrl+C

二、nmp

npm其实是Node.js的包管理工具（package manager）。

为啥我们需要一个包管理工具呢？因为我们在Node.js上开发时，会用到很多别人写的JavaScript代码。如果我们要使用别人写的某个包，每次都根据名称搜索一下官方网站，下载代码，解压，再使用，非常繁琐。于是一个集中管理的工具应运而生：大家都把自己开发的模块打包后放到npm官网上，如果要使用，直接通过npm安装就可以直接用，不用管代码存在哪，应该从哪下载。

更重要的是，如果我们要使用模块A，而模块A又依赖于模块B，模块B又依赖于模块X和模块Y，npm可以根据依赖关系，把所有依赖的包都下载下来并管理起来。否则，靠我们自己手动管理，肯定既麻烦又容易出错。

我们在命令提示符或者终端输入npm -v

如果直接输入npm，你会看到类似下面的输出：

C:\> npm

Usage: npm <command>

where <command> is one of:
    ...

上面的一大堆文字告诉你，npm需要跟上命令。现在我们不用关心这些命令，后面会一一讲到。。

三、第一个Node程序

从本章开始，我们编写的JavaScript代码将不能在浏览器环境中执行了，而是在Node环境中执行，因此，JavaScript代码将直接在你的计算机上以命令行的方式运行，所以，我们要先选择一个文本编辑器来编写JavaScript代码，并且把它保存到本地硬盘的某个目录，才能够执行。

第一行总是写上'use strict';是因为我们总是以严格模式运行JavaScript代码，避免各种潜在陷阱。

然后，选择一个目录，例如C:\Workspace，把文件保存为hello.js，就可以打开命令行窗口，把当前目录切换到hello.js所在目录，然后输入以下命令运行这个程序了：

四、命令行模式和Node交互模式

想要输出结果，必须自己用console.log()打印出来。

五、使用严格模式

如果在JavaScript文件开头写上'use strict';，那么Node在执行该JavaScript时将使用严格模式。但是，在服务器环境下，如果有很多JavaScript文件，每个文件都写上'use strict';很麻烦。我们可以给Nodejs传递一个参数，让Node直接为所有js文件开启严格模式：

六、搭建Node开发环境

集成开发环境（Integrated Development Environment，简称IDE，让我们能在一个环境里编码、运行、调试，这样就可以大大提升开发效率

七、运行和调试JavaScript

VS Code以文件夹作为工程目录（Workspace Dir），所有的JavaScript文件都存放在该目录下。此外，VS Code在工程目录下还需要一个.vscode的配置目录，里面存放VS Code需要的配置文件。

假设我们在C:\Work\目录下创建了一个hello目录作为工程目录，并编写了一个hello.js文件，则该工程目录的结构如下：

可以用VS Code快速创建launch.json

八、模块

为了编写可维护的代码，我们把很多函数分组，分别放到不同的文件里，这样，每个文件包含的代码就相对较少，很多编程语言都采用这种组织代码的方式。在Node环境中，一个.js文件就称之为一个模块

在上一节，我们编写了一个hello.js文件，这个hello.js文件就是一个模块，模块的名字就是文件名（去掉.js后缀），所以hello.js文件就是名为hello的模块

很多时候，你会看到，在Node环境中，有两种方法可以在一个模块中输出变量：

方法一：对module.exports赋值：

强烈建议使用module.exports = xxx的方式来输出模块变量

module.exports 对象是由模块系统创建的。在我们自己写模块的时候，需要在模块最后写好模块接口，声明这个模块对外暴露什么内容，module.exports 提供了暴露接口的方法。

九、CommonJS规范

这种模块加载机制被称为CommonJS规范。

一个模块想要对外暴露变量（函数也是变量），可以用module.exports = variable;，一个模块要引用其他模块暴露的变量，用var ref = require('module_name');

输出的变量可以是任意对象、函数、数组等等

十、module.exports用法

module.exports 对象是由模块系统创建的。在我们自己写模块的时候，需要在模块最后写好模块接口，声明这个模块对外暴露什么内容，module.exports 提供了暴露接口的方法。

1.返回一个JSON Object

说明：这种方法可以返回全局共享的变量或者方法。

调用方法：

或者这样用：

调用方法为：

2. 返回一个构造函数

CLASS.js:

调用：

3. 返回一个实例对象：

调用：

十一、基本模块

Node.js是运行在服务区端的JavaScript环境

服务器程序必须能接收网络请求，读写文件，处理二进制内容，所以，Node.js内置的常用模块就是为了实现基本的服务器功能。

global

在前面的JavaScript课程中，我们已经知道，JavaScript有且仅有一个全局对象，在浏览器中，叫window对象。而在Node.js环境中，也有唯一的全局对象，但不叫window，而叫global

process

process也是Node.js提供的一个对象，它代表当前Node.js进程。

JavaScript程序是由事件驱动执行的单线程模型（异步IO），Node.js也不例外。Node.js不断执行响应事件的JavaScript函数，直到没有任何响应事件的函数可以执行时，Node.js就退出了。

十二、Node.js 创建第一个应用

让我们先了解下 Node.js 应用是由哪几部分组成的：

1.引入 required 模块：我们可以使用 require 指令来载入 Node.js 模块。

2.创建服务器：服务器可以监听客户端的请求，类似于 Apache 、Nginx 等 HTTP 服务器。

3.接收请求与响应请求： 服务器很容易创建，客户端可以使用浏览器或终端发送 HTTP 请求，服务器接收请求后返回响应数据。

步骤一、引入 required 模块

我们使用 require 指令来载入 http 模块（http.js文件），并将实例化的 HTTP 赋值给变量 http，实例如下:

var http = require("http");

步骤二、创建服务器

接下来我们使用 http.createServer() 方法创建服务器，并使用 listen 方法绑定 8888 端口。 函数通过 request, response 参数来接收和响应数据。

实例如下，在你项目的根目录下创建一个叫 server.js 的文件，并写入以下代码：

分析Node.js 的 HTTP 服务器：

• 第一行请求（require）Node.js 自带的 http 模块，并且把它赋值给 http 变量。
• 接下来我们调用 http 模块提供的函数： createServer 。这个函数会返回 一个对象，这个对象有一个叫做 listen 的方法，这个方法有一个数值参数， 指定这个 HTTP 服务器监听的端口号。

十三、NPM 使用介绍

NPM是随同NodeJS一起安装的包管理工具，能解决NodeJS代码部署上的很多问题，常见的使用场景有以下几种：

• 允许用户从NPM服务器下载别人编写的第三方包到本地使用。
• 允许用户从NPM服务器下载并安装别人编写的命令行程序到本地使用。
• 允许用户将自己编写的包或命令行程序上传到NPM服务器供别人使用。

使用 npm 命令安装模块

npm 安装 Node.js 模块语法格式如下：

$ npm install <Module Name>

以下实例，我们使用 npm 命令安装常用的 Node.js web框架模块 express:

$ npm install express

安装好之后，express 包就放在了工程目录下的 node_modules 目录中，因此在代码中只需要通过 require('express') 的方式就好，无需指定第三方包路径。

var express = require('express');

全局安装与本地安装

npm 的包安装分为本地安装（local）、全局安装（global）两种，从敲的命令行来看，差别只是有没有-g而已，比如

npm install express          # 本地安装
npm install express -g   # 全局安装

十四、Node.js REPL(交互式解释器)

Node.js REPL(Read Eval Print Loop:交互式解释器) 表示一个电脑的环境，类似 Window 系统的终端或 Unix/Linux shell，我们可以在终端中输入命令，并接收系统的响应。

Node 自带了交互式解释器，可以执行以下任务：

• 读取 - 读取用户输入，解析输入的 Javascript 数据结构并存储在内存中。
• 执行 - 执行输入的数据结构
• 打印 - 输出结果
• 循环 - 循环操作以上步骤直到用户两次按下 ctrl-c 按钮退出。

Node 的交互式解释器可以很好的调试 Javascript 代码。

开始学习 REPL

我们可以输入以下命令来启动 Node 的终端：

$ node
>

这时我们就可以在 > 后输入简单的表达式，并按下回车键来计算结果。

使用变量

你可以将数据存储在变量中，并在你需要的时候使用它。

变量声明需要使用 var 关键字，如果没有使用 var 关键字变量会直接打印出来。

使用 var 关键字的变量可以使用 console.log() 来输出变量。

多行表达式

Node REPL 支持输入多行表达式，这就有点类似 JavaScript。接下来让我们来执行一个 do-while 循环

下划线(_)变量

你可以使用下划线(_)获取上一个表达式的运算结果

REPL 命令

• ctrl + c - 退出当前终端。
• ctrl + c 按下两次 - 退出 Node REPL。
• ctrl + d - 退出 Node REPL.
• 向上/向下 键 - 查看输入的历史命令
• tab 键 - 列出当前命令
• .help - 列出使用命令
• .break - 退出多行表达式
• .clear - 退出多行表达式
• .save filename - 保存当前的 Node REPL 会话到指定文件
• .load filename - 载入当前 Node REPL 会话的文件内容。

停止 REPL

前面我们已经提到按下两次 ctrl + c 键就能退出 REPL

十五、Node.js 回调函数

同步，就是实时处理（如打电话），比如服务器一接收客户端请求，马上响应，这样客户端可以在最短的时间内得到结果，但是如果多个客户端，或者一个客户端发出的请求很频繁，服务器无法同步处理，就会造成涌塞。

异步，就是分时处理（如收发短信），服务器接收到客户端请求后并不是立即处理，而是等待服务器比较空闲的时候加以处理，可以避免涌塞。  

同步在一定程度上可以看做是单线程，这个线程请求一个方法后就待这个方法给他回复，否则他不往下执行（死心眼）。 

异步在一定程度上可以看做是多线程的（废话，一个线程怎么叫异步），请求一个方法后，就不管了，继续执行其他的方法。

Node.js 异步编程的直接体现就是回调。

异步编程依托于回调来实现，但不能说使用了回调后程序就异步化了。

回调函数在完成任务后就会被调用，Node 使用了大量的回调函数，Node 所有 API 都支持回调函数。

例如，我们可以一边读取文件，一边执行其他命令，在文件读取完成后，我们将文件内容作为回调函数的参数返回。这样在执行代码时就没有阻塞或等待文件 I/O 操作。这就大大提高了 Node.js 的性能，可以处理大量的并发请求。

回调函数一般作为函数的最后一个参数出现：

function foo1(name, age, callback) { }
function foo2(value, callback1, callback2) { }

十六、Node.js 事件循环

Node.js 是单进程单线程应用程序，但是因为 V8 引擎提供的异步执行回调接口，通过这些接口可以处理大量的并发，所以性能非常高。

Node.js 几乎每一个 API 都是支持回调函数的。

Node.js 基本上所有的事件机制都是用设计模式中观察者模式实现。

Node.js 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.

事件驱动程序

Node.js 使用事件驱动模型，当web server接收到请求，就把它关闭然后进行处理，然后去服务下一个web请求。

当这个请求完成，它被放回处理队列，当到达队列开头，这个结果被返回给用户。

这个模型非常高效可扩展性非常强，因为 webserver 一直接受请求而不等待任何读写操作。（这也称之为非阻塞式IO或者事件驱动IO）

在事件驱动模型中，会生成一个主循环来监听事件，当检测到事件时触发回调函数。

整个事件驱动的流程就是这么实现的，非常简洁。有点类似于观察者模式，事件相当于一个主题(Subject)，而所有注册到这个事件上的处理函数相当于观察者(Observer)。

Node.js 有多个内置的事件，我们可以通过引入 events 模块，并通过实例化 EventEmitter 类来绑定和监听事件，如下实例：

// 引入 events 模块
var events = require('events');
// 创建 eventEmitter 对象
var eventEmitter = new events.EventEmitter();