一、认识nodejs

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境（引自百度百科）。

我们都知道，浏览器是客户端的JavaScript运行环境，相对的，nodejs就是服务端的JavaScript运行环境。

我们说nodejs是服务端的运行环境，并不意味着nodejs只能用于为web提供后台服务。nodejs实际上是让JavaScript可以运行于浏览器之外，并且为JavaScript提供了本地文件系统访问、数据库访问，以及作为web后台服务所必需的http等接口，使JavaScript真正成为一门可以用于web后端的编程语言。JavaScript在nodejs的环境下运行，就像Java在虚拟机环境下运行一样。

因此，说nodejs是一门编程语言，这显然是错误的。nodejs本身只是为JavaScript提供了一个可以不在浏览器下运行的环境。既然是运行环境，那么它必定包含能够解析这门语言的编译器或解释器，nodejs的作者选择了性能卓越的JavaScript引擎：V8（由C++编写，主要用于Chromium和Chrome）。

仅仅有V8还是不够的，因为它只能解析JavaScript本身，无法为其提供访问操作系统其他服务的编程接口。要让JavaScript能作为服务端语言，至少要为其提供访问文件系统、数据库等的能力，并且提供http服务，nodejs的作者Ryan Dahl以及技术社区为此使用C++开发了一系列的模块，如fs（文件系统模块）、http（http服务模块）、mysql（mysql数据库模块）、oracledb（Oracle模块）等，这里的fs和http模块是核心模块，内置于nodejs核心运行环境内，无需额外安装。有了这些模块，你可以用JavaScript访问与操作系统相关的更多底层服务。

所以说，客户端的JavaScript等于ECMAScript + DOM + BOM，而服务端的JavaScript等于ECMAScript + fs + mysql + oracledb + http + os(操作系统模块) + net(TCP模块) + …

有了这些模块的支持，JavaScript才算完全脱离了浏览器环境，具备了与操作系统交互的能力，因此它可以作为web后端语言使用。

既然在nodejs环境下，JavaScript已经可以与操作系统交互了，那它就不限于作为web后端语言了。此时的JavaScript还常用于编写工具，比如常见的webpack、vue-cli、create-react-app等，甚至可以用于编写桌面应用，如微软旗下著名的基于electron的开发者工具vscode。

二、nodejs基本概念简介

1. nodejs与npm

npm是nodejs“附赠”的包管理工具，当然它也是nodejs的作者推荐的包管理工具（nodejs现已交由npm的作者来维护）。当你安装完nodejs，npm也就安装完成了。

npm的主要作用是管理第三方包（如一个vue组件、一个react组件，或者打包工具webpack以及各种脚手架等，都称为一个包）。使用npm命令，你可以从npm服务器上下载别人上传的第三方包或命令行到本地使用，也可以上传自己的本地包供别人使用。

比如你想下载webpack，可以使用以下命令：

npm install webpack -g

install webpack表示要安装webpack。-g参数表示这个包要安装到nodejs的根目录下，这样可以作为全局包使用。想要卸载已安装的包，可以使用uninstall命令。

npm访问的默认服务器地址是https://registry.npmjs.org/，上传下载第三方包的目标服务器都是它。如果使用淘宝镜像cnpm，访问的是淘宝的服务器，一般来说，该服务器每10分钟与官方服务器同步一次。

2. nodejs交互式解释器（REPL）

不同于Java，JavaScript是一门脚本语言，它的执行不需要经过编译，因此可以一行一行地执行。基于这个特点，nodejs为JavaScript提供了一个交互式解释器，用于在命令行即时编写和执行JavaScript。

安装完nodejs后，打开命令行，输入node，敲击回车，即可进入交互式执行环境：

出现一个大于号，表示已经进入交互式环境，接下来你可以输入JavaScript语句，敲击回车即可执行：

如果需要连续输入多行代码，可以按shift + 回车，解释器会换行但暂不执行上一语句。

使用nodejs提供的交互式解释器，可以方便地编写并运行少量JavaScript代码。如果代码量稍大，可以将代码保存在一个js文件中，然后用node命令执行该js文件，效果与在交互式环境下连续输入这些代码是一致的。

3. nodejs异步编程

nodejs使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型。它的非阻塞I/O是借助事件循环实现的。

我们都知道，JavaScript是一门单线程语言。如果同步地执行所有的任务，诸如网络请求、数据库查询这样的操作将耗费大量的时间，导致程序性能极低。所以和在浏览器中一样，nodejs也采用事件循环机制，通过回调函数来解决这个问题（图片来自菜鸟教程）。

相比于客户端JavaScript，服务端JavaScript具有更大的优势。因为客户端浏览器类型不一，版本也有所差异，对JavaScript版本的支持性差异很大，给前端页面开发带来了很大的限制。但在服务端，nodejs版本由我们决定，所以我们可以更放心地使用高版本语法，比如Generator函数、async函数等，来实现异步编程。

此外，nodejs还提供了child_process模块，为JavaScript提供多进程支持。它比浏览器端的webworker更加强大，因为webworker只是一种多线程实现，各个线程之间不具备通信能力，而由child_process创建的进程是可以通信的。

4. 全局对象global

我们知道，在浏览器环境下，全局对象是window。而在nodejs环境下，全局对象是global。

同window一样，引用global的属性也可以省略global。global的常见属性包括：

__filename：当前脚本的绝对路径，含文件名
__dirname：当前脚本所在的路径，不含文件名
setTimeout()、clearTimeout()、setInterval()、clearInetrval()：用法与浏览器环境下一致
console：控制台对象，用法与浏览器下类似。不过浏览器环境下的控制台由浏览器提供，而nodejs环境的控制台通常指shell终端（即命令行窗口）。
process：nodejs进程状态对象。为process绑定事件监听，可以在nodejs的各个生命周期下执行操作。与nodejs交互的过程中，我们经常会访问这个对象。

三、nodejs的几个常用模块

nodejs有很多模块，这里我们只对其中几个最为常用的进行一些简介，以对nodejs有个大致的了解。

1. fs模块

fs模块是nodejs提供的文件系统模块，提供一组类似于UNIX系统的文件操作API。引入fs模块非常简单：

let fs = require("fs");

得到了fs模块后，我们就可以像下面这样读取文件系统的一个文件：

// 异步读取
fs.readFile('input.txt', function (err, data) {if (err) {return console.error(err);}console.log("异步读取: " + data.toString());
});

还可以以同步的方式来读取文件：

// 同步读取
var data = fs.readFileSync('input.txt');
console.log("同步读取: " + data.toString());

实际上在Chrome浏览器中，JavaScript也具备读取本地文件内容的能力，但是向文件系统中写入内容是严格禁止的，因为这会给客户端安全带来极大的安全隐患。而在nodejs环境下，由于是服务端，不存在这类安全问题，因此nodejs提供的fs模块允许向文件系统写入内容：

var fs = require("fs");fs.writeFile('input.txt', '新内容', function(err) {if (err) {return console.error(err);}console.log("数据写入成功！");
});

这会向当前文件夹下的input.txt写入“新内容”这几个字符，如果该文件不存在，将先创建它再写入。

nodejs提供的文件系统操作接口使得它可以为各种脚手架、打包工具等提供支持。比如vue或者react的脚手架，实际上就是利用nodejs提供的fs模块，根据输入的参数，复制事先写好的模板文件到目标文件夹下。而打包工具，如webpack，则是对项目文件夹下的文件进行整合压缩和输出，也离不开nodejs提供的文件系统操作API。

2. web模块

web模块由若干子模块组成，如http模块、https模块、ws模块、net模块（提供TCP连接）、url模块等，为web服务提供支持。有了这些模块的支持，nodejs才能为JavaScript提供完整的服务端环境。此外，在nodejs环境下，JavaScript还可以实现一个简单的客户端。

我们以一个简单的例子来介绍web模块(例子来自菜鸟教程)：

首先我们在当前文件夹下新增一个index.html作为服务端资源，它的内容很简单：
index.html

<!DOCTYPE html>
<html><body>Hello World!</body>
</html>

然后在同级目录下新建server.js：
server.js

var http = require('http'); // http模块
var fs = require('fs');  // 文件系统模块
var url = require('url');  // url解析模块// 创建服务器
http.createServer( function (request, response) {  // 解析请求，包括文件名var pathname = url.parse(request.url).pathname;// 输出请求的文件名console.log("Request for " + pathname + " received.");// 从文件系统中读取请求的文件内容fs.readFile(pathname.substr(1), function (err, data) {if (err) {console.log(err);// HTTP 状态码: 404 : NOT FOUND// Content Type: text/htmlresponse.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'});}else{             // HTTP 状态码: 200 : OK// Content Type: text/htmlresponse.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});    // 响应文件内容response.write(data.toString());        }//  发送响应数据response.end();});
}).listen(8080);console.log('Server running at http://127.0.0.1:8080/');

然后创建一个客户端文件client.js:
client.js

var http = require('http');// 用于请求的选项
var options = {host: 'localhost',port: '8080',path: '/index.html'
};// 处理响应的回调函数
var callback = function(response){// 不断更新数据var body = '';response.on('data', function(data) {body += data;});response.on('end', function() {// 数据接收完成console.log(body);});
}
// 向服务端发送请求
var req = http.request(options, callback);
req.end();

打开命令行，输入以下命令：

这样我们的服务就运行起来了，运行网址是http://127.0.0.1:8080（如果你在浏览器地址栏输入http://127.0.0.1:8080/index.html，就可以看到本地的index.html页面）。

再打开一个命令行，然后输入：

可以看到，即使没有浏览器，我们也可以通过nodejs提供的http模块，从http://127.0.0.1:8080这个网址下请求到index.html的内容。只是此时的html文件由于没有浏览器的解析，只是作为一串普通字符串返回的。基于这一点，你可以在nodejs环境下，用JavaScript写一个爬虫程序，主要过程就是不断请求网页，然后对取到的网页字符串进行分析。

不同于Java，nodejs自行封装了http服务，因此JavaScript运行在nodejs环境下时不需要其他的web容器（如Tomcat、Jetty等）。

3. 数据库模块

作为服务端环境，访问数据库是必不可少的。nodejs为各大数据库提供对应的模块，以使JavaScript可以访问这些数据库。常见的模块如MySQL数据库的mysql模块，Oracle数据库的oracledb模块、MongoDB的mongodb模块等。这些模块不是nodejs的核心模块，需要从npm下载安装。

下面我们以Oracle数据库连接来介绍nodejs的oracledb模块的简单用法（需要先安装oracledb：npm install oracledb）：

var oracledb = require('oracledb');const param = {user: xxx,password: xxx,connectString: xxx(数据库地址及实例)
};
const sql = "select * from USER where id=:1";
let userId = "123";  // 待查询的用户idoracledb.getConnection(param, function(err, connection){if (err) {console.error(err.message);return;}console.log("数据库连接成功");// 数组的userId元素将替换sql语句中的:1connection.execute(sql, [userId], function(err, res){if (err) {console.error(err.message);}console.log(JSON.stringify(res.rows[0]);})
})

使用不同的数据库时，安装对应的模块即可。

总结

nodejs是JavaScript的服务端环境，它使得JavaScript不仅可以用于编写web后端，还可以用于编写各种工具、脚手架等。

nodejs用很多框架，如express、koa、eggjs等，在实际使用nodejs搭建web服务时，常常直接使用这些框架。nodejs的作者推荐使用中间件模式来开发web后台服务，每个中间件就是一个处理函数，对请求进行一步处理，类似于Java的过滤器。这样开发者就可以专注于业务逻辑的开发。

nodejs社区非常活跃，有大量可用的模块，框架也是数不胜数，这里只是nodejs初识篇，等以后在工作中深入使用后再进行更细致的了解。

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