深入浅出Node.js

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> Node.js模块的实现 之前在网上查阅了许多介绍Node.js的文章，可惜对于Node.js的模块机制大都着墨不多。在后续介绍模块的使用之前，我认为有必要深入一下Node.js的模块机制。 CommonJS规范 早在Netscape诞生不久后，JavaScript就一直在探索本地编程的路，Rhino是其代表产物。无奈那时服务端JavaScript走的路均是参考众多服务器端语言来实现的，在这样的背景之下，一没有特色，二没有实用价值。但是随着JavaScript在前端的应用越来越广泛，以及服务端JavaScript的推动，JavaScript现有的规范十分薄弱，不利于JavaScript大规模的应用。那些以JavaScript为宿主语言的环境中，只有本身的基础原生对象和类型，更多的对象和API都取决于宿主的提供，所以，我们可以看到JavaScript缺少这些功能： JavaScript没有模块系统。没有原生的支持密闭作用域或依赖管理。 JavaScript没有标准库。除了一些核心库外，没有文件系统的API，没有IO流API等。 JavaScript没有标准接口。没有如Web Server或者数据库的统一接口。 JavaScript没有包管理系统。不能自动加载和安装依赖。 于是便有了CommonJS（ http:/

Connect模块背景 Node.js的愿望是成为一个能构建高速，可伸缩的网络应用的平台，它本身具有基于事件，异步，非阻塞，回调等特性，这在前几篇专栏中有过描述。正是基于这样的一些特性，Node.js平台上的Web框架也具有不同于其他平台的一些特性，其中Connect是众多Web框架中的佼佼者。 Connect在它的官方介绍中，它是Node的一个中间件框架。超过18个捆绑的中间件和一些精选第三方中间件。尽管Connect可能不是性能最好的Node.jsWeb框架，但它却几乎是最为流行的Web框架。为何Connect能在众多框架中胜出，其原因不外乎有如下几个： 模型简单 中间件易于组合和插拔 中间件易于定制和优化 丰富的中间件 Connect自身十分简单，其作用是基于Web服务器做中间件管理。至于如何如何处理网络请求，这些任务通过路由分派给管理的中间件们进行处理。它的处理模型仅仅只是一个中间队列，进行流式处理而已，流式处理可能性能不是最优，但是却是最易于被理解和接受。基于中间件可以自由组合和插拔的情况，优化它十分容易。 Connect模块目前在NPM仓库的MDO（被依赖最多的模块）排行第八位。但这并没有真实反映出它的价值，因为排行第五位的Express框架实际上是依赖Connect创建而成的。关于Express的介绍，将会在后续的专栏中一一为你讲解。 中间件 让我们回顾一下Node

上一篇 专栏 简单介绍了Connect模块的基本架构，它的执行模型十分简单，中间件机制也使得它十分易于扩展，具备良好的可伸缩性。在Connect的良好机制下，我们本章开始将逐步解开Connect生态圈中中间件部分，这部分给予Connect良好的功能扩展。 静态文件中间件 也许你还记得我曾经写过的 Node.js静态文件服务器实战 ，那篇文章中我叙述了如何利用Node.js实现一个静态文件服务器的许多技术细节，包括路由实现，MIME，缓存控制，传输压缩，安全、欢迎页、断点续传等。但是这里我们不需要去亲自处理细节， Connect 的 static 中间件为我们提供上述所有功能。代码只需寥寥3行即可： var connect = require('connect'); var app = connect(); app.use(connect.static(__dirname + '/public')); 在项目中需要临时搭建静态服务器，也无需安装apache之类的服务器，通过NPM安装Connect之后，三行代码即可解决需求。 这里需要提及的是在使用该模块的一点性能相关的细节。 动静分离 前一章提及， app.use() 方法在没有指定路由信息时，相当于 app.use("/", middleware) 。这意味着静态文件中间件将会在处理所有路径的请求。在动静态请求混杂的场景下

专栏的第一篇文章《什么是Node.js》尝试从各个角度来阐述Node.js的基本概念、发展历史、优势等，对该领域不熟悉的开发人员可以通过本文了解Node.js的一些基础知识。 从名字说起 有关Node.js的技术报道越来越多，Node.js的写法也是五花八门，有写成NodeJS的，有写成Nodejs的，到底哪一种写法最标准呢，我们不妨遵循官方的说法。在Node.js的 官方网站 上，一直将其项目称之为”Node“或者”Node.js“，没有发现其他的说法，”Node“用的最多，考虑到Node这个单词的意思和用途太广泛，容易让开发人员误解，我们采用了第二种称呼——”Node.js“，js的后缀点出了Node项目的本意，其他的名称五花八门，没有确切的出处，我们不推荐使用。 Node.js不是JS应用、而是JS运行平台 看到Node.js这个名字，初学者可能会误以为这是一个Javascript应用，事实上，Node.js采用C++语言编写而成，是一个Javascript的运行环境。为什么采用C++语言呢？据Node.js创始人Ryan Dahl回忆，他最初希望采用Ruby来写Node.js，但是后来发现Ruby虚拟机的性能不能满足他的要求，后来他尝试采用V8引擎，所以选择了C++语言。既然不是Javascript应用，为何叫.js呢？因为Node.js是一个Javascript的运行环境

Node.js的事件机制 Node.js在其Github代码仓库（ https://github.com/joyent/node ）上有着一句短短的介绍：Evented I/O for V8 JavaScript。这句近似广告语的句子却道尽了Node.js自身的特色所在：基于V8引擎实现的事件驱动IO。在本文的这部分内容中，我来揭开这Evented这个关键词的一切奥秘吧。 Node.js能够在众多的后端JavaScript技术之中脱颖而出，正是因其基于事件的特点而受到欢迎。拿Rhino来做比较，可以看出Rhino引擎支持的后端JavaScript摆脱不掉其他语言同步执行的影响，导致JavaScript在后端编程与前端编程之间有着十分显著的差别，在编程模型上无法形成统一。在前端编程中，事件的应用十分广泛，DOM上的各种事件。在Ajax大规模应用之后，异步请求更得到广泛的认同，而Ajax亦是基于事件机制的。在Rhino中，文件读取等操作，均是同步操作进行的。在这类单线程的编程模型下，如果采用同步机制，无法与PHP之类的服务端脚本语言的成熟度媲美，性能也没有值得可圈可点的部分。直到Ryan Dahl在2009年推出Node.js后，后端JavaScript才走出其迷局。Node.js的推出，我觉得该变了两个状况： 统一了前后端JavaScript的编程模型。

异步I/O 在操作系统中，程序运行的空间分为内核空间和用户空间。我们常常提起的异步I/O，其实质是用户空间中的程序不用依赖内核空间中的I/O操作实际完成，即可进行后续任务。以下伪代码模仿了一个从磁盘上获取文件和一个从网络中获取文件的操作。异步I/O的效果就是getFileFromNet的调用不依赖于getFile调用的结束。 getFile("file_path"); getFileFromNet("url"); 如果以上两个任务的时间分别为m和n。采用同步方式的程序要完成这两个任务的时间总花销会是m + n。但是如果是采用异步方式的程序，在两种I/O可以并行的状况下（比如网络I/O与文件I/O），时间开销将会减小为max(m, n)。 异步I/O的必要性 有的语言为了设计得使应用程序调用方便，将程序设计为同步I/O的模型。这意味着程序中的后续任务都需要等待I/O的完成。在等待I/O完成的过程中，程序无法充分利用CPU。为了充分利用CPU，和使I/O可以并行，目前有两种方式可以达到目的： 多线程单进程 多线程的设计之处就是为了在共享的程序空间中，实现并行处理任务，从而达到充分利用CPU的效果。多线程的缺点在于执行时上下文交换的开销较大，和状态同步（锁）的问题。同样它也使得程序的编写和调用复杂化。 单线程多进程 为了避免多线程造成的使用不便问题，有的语言选择了单线程保持调用简单化

Node.js已经诞生两年有余，由于一直处于快速开发中，过去的一些安装配置介绍多数针对0.4.x版本而言的，并非适合最新的0.6.x的版本情况了，对此，我们将在0.6.x的版本上介绍Node.js的安装和配置。（本文一律以0.6.1为例，0.6的其余版本，只需替换版本号即可。从 http://nodejs.org/#download 可以查看到最新的二进制版本和源代码）。 Windows平台下的Node.js安装 在过去，Node.js一直不支持在Windows平台下原生编译，需要借助Cygwin或MinGW来模拟POSIX系统，才能编译安装。幸运的是2011年6月微软开始与Joyent合作移植Node.js到Windows平台上（ http://www.infoq.com/cn/news/2011/06/node-exe ），这次合作的成果最终呈现在0.6.x的稳定版的发布上。这次的版本发布使得Node.js在Windows平台上的性能大幅度提高，使用方面也更容易和轻巧，完全摆脱掉Cygwin或MinGW等实验室式的环境，并且在某些细节方面，表现出比Linux下更高的性能，细节参见 http://www.infoq.com/news/2011/11/Nodejs-Windows 。 在Windows（Windows7）平台下，我将介绍二种安装Node.js的方法