认识 Node .js

前言

本文将介绍Node.js的一些基本概念，包含它的历史，特性和简单的使用等。如果你有过服务端的编程经验，那么你将能很快熟悉它。

Node.js是什么

这是Node.js官网上对其的定义，就是说，Node.js是一个javascript运行平台，该平台基于chrome v8 引擎。V8让Node.js在性能上得到了巨大的提升，因为它去掉了中间环节，执行的不是字节码，用的也不是解释器，而是直接编译成了本地机器码。（注意：v8 5.9 发布后，Ignition 字节码解释器将默认启动，v8 又回到了字节码的怀抱，具体请参阅：https://cnodejs.org/topic/590...）

Node.js带来的好处

对一名前端而言，Node无疑有如下几个好处：

1. 开发人员用一种语言就能编写整个Web应用，这可以减少开发客户端和服务端时所需的语言切换。
2. 有些NoSQL数据库中用的就是JavaScript语言，（比如CouchDB和MongoDB），所以跟它们配合使用非常方便。
3. Node用的虚拟机（V8）会紧跟ECMAScript标准。换句话说，在Node中如果想用新的JavaScript语言特性，不用等到所有浏览器都支持。

特点

Node.js采用的是事件驱动、非阻塞I/O的设计模型。大家想到了什么？这和javascript在浏览器上的运行机制是一样的。
另外，对于高并发的处理，传统平台采用的是多线程方案，而Node.js则采用的是单线程、事件驱动、非阻塞I/O的设计模型。

我们来看一个浏览器中的例子：

$.post('/resource.json', function (data) {
  console.log(data)
})
// 继续执行

上面代码是浏览器中的一个ajax请求，假如该请求需要耗费600ms，该ajax请求会在事件轮询的外面执行（脚本执行的主顺序之外），然后当这个ajax请求完成时（600ms后），它会发出一个“事件”，会有一个函数（通常称作“回调”）来处理它。
这个操作是异步的，并不会“阻塞”脚本执行，事件轮询仍然可以响应页面上执行的其他交互或请求。这样，浏览器可以对客户做出响应，并且可以处理页面上的很多交互动作。

我们再来看一个服务器中的例子：

// 数据库查询操作
db.query('SELECT * FORM work', function (data) {
    console.log(data)
  }
)

这段代码做了些I/O操作，并且在所有数据回来之前，这个进程并不会被阻塞。在Node中，I/O几乎总是在主事件轮询之外进行，使得服务器可以一直处于高效并且随时能够做出响应的状态，就像NGINX（带有异步I/O的事件轮询的一种http服务器）一样。这样进程不会受I/O限制，因为I/O延迟不会拖垮服务器。因此一些在服务器上曾经是重量级的操作，在Node服务器上仍然可以是轻量级的。

dirt程序

Node所针对的应用程序有一个专门的简称：DIRT。它表示数据密集型实时（data-intensive real-time）程序。上面已经提到，Node自身在I/O上非常轻量，能在处理大量请求时保持很多开放的连接，并且只占用一小部分内存，所以，它特别擅长处理数据密集型实时应用。比如在线文档协作、对临近公交车的实时精确定位，以及多人在线游戏等。

简单的例子

接下来我们先看一些简单的例子。

文件操作

var fs = require('fs')

fs.readFile('./package.json', 'utf8', function (er, data) {
  console.log(data)
})

这段程序是要从硬盘里读取package.json文件。当所有数据都读出来后，就会调用那个回调函数。require('fs')是指加载Node提供的文件模块，读取的文件内容将用utf8进行编码。

HTTP服务器

如果你有 PHP 开发经验，会知道在成功运行 PHP 之前先要配置一个功能强大而复杂的 HTTP 服务器，譬如Apache、IIS 或 Nginx，还需要将 PHP 配置为 HTTP 服务器的模块，或者使用 FastCGI 协议调用 PHP 解释器。这种架构是“浏览器 - HTTP 服务器 - PHP 解释器”的组织方式，而Node.js 将“HTTP服务器”这一层抽离，直接面向浏览器用户。如下图所示：

接下来，让我们创建一个 HTTP 服务器吧。建立一个名为 app.js 的文件，代码如下：

var http = require('http')

http.createServer(function(req, res) {
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'})
  res.write('<h1>Node.js</h1>')
  res.end('<p>Hello World</p>')
}).listen(3000)

console.log("HTTP server is listening at port 3000.")

上面代码中，创建HTTP服务器调用了http.createServer()函数。它只有一个参数，是个回调函数，服务器每次收到HTTP请求后都会调用这个回调函数。这个请求回调有两个参数，请求和响应对象，通常简写为req和res。服务器每收到一条HTTP请求，都会用新的req和res对象触发请求回调函数。
res.writeHead()方法设定了响应状态码为200和响应头中的Content-Type为text/html类型。
response.write()方法表示向请求的客户端发送响应内容。 内容可以是一个Buffer或字符串，表示要发送的内容。
Node不会自动往客户端写任何响应。在调用完请求回调函数之后，就要由你负责用res.end()方法结束响应。所以，最终程序用res.end('<p>Hello World</p>')结束了一次响应。

在终端中运行node app.js 命令，打开浏览器访问 http://127.0.0.1:3000 试试吧。

流

Node在处理数据流上也很强大。你可以把数据流看成特殊的数组，只不过数组中的数据分散在空间上，而数据流中的数据是分散在时间上的。通过将数据一块一块地传送，开发人员可以每收到一块数据就开始处理，而不用等所有数据都到全了再做处理。
下面我们看一个例子：

var fs = require('fs')
var stream = fs.createReadStream('./package.json')

stream.on('data', function (chunk) {
  console.log(chunk)
})
stream.on('end', function () {
  console.log('finished')
})

只要有新的数据块准备好，就会激发data事件，当所有数据块都加载完之后，会激发一个end事件。
程序可以边读取边处理，这要比等着所有数据都缓存到内存中再处理效率高得多。
Node中也有可写数据流，可以往里写数据块。当HTTP服务器上有请求过来时，对其进行响应的res对象就是可写数据流的一种。
可读和可写数据流可以连接起来形成管道，这是一种高效的数据处理方式，只要有数据准备好就可以处理，不用等着读取完整个资源再把它写出去。
用我们上面的HTTP服务器，看看如何把一张图片流到客户端：

var http = require('http')
var fs = require('fs')

http.createServer(function (req, res) {
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'image/png'})
  fs.createReadStream('./img.png').pipe(res)
}).listen(3000)

console.log('Server running at http://localhost:3000/')

在这行代码中，数据从文件中读进来（fs.createReadStream），然后数据随着进来就被送到（.pipe）客户端（res）。在数据流动时，事件轮询还能处理其他事件。

小结

相信读到这里，大家对Node的优势和特性已经有了一些了解，并且通过本文的三个编程小例子，对Node的一些用法也有了一些体会，Node跟所有技术一样，并不是万能药。它擅长解决某些问题，并为我们带来方便。同样的，在某些方面，却是它的短板，比如：计算密集型应用。希望你能在用Node开发之前，多一些合理的考虑，多一份编程的快乐。