Node.js课程纪要 - 第一节课

Node.js 是什么

简单的说 Node.js 就是运行于服务端的JavaScript解释器，既然是解释器，有很多地方也把Node.js 叫成运行环境。为什么强调服务端呢？其实是相对于浏览器客户端来说的，之前的javaScript就是负责浏览器客户端程序的开发，而Node.js打破了这个禁制，使用javaScript可以快速构建网络服务及应用，如向客户端提供接口。这对于熟悉和重点使用javaScript的程序员和公司来说是意义重大的，搭建一些服务的成本是能够降低的。比如因此出现的成为“全栈工程师”的一条新路，就不在这里讨论了。

解释器的一些知识可以参考：java的编译器和解释器浅析

Chrome V8 引擎

如果大家去查Node.js的资料，经常会出现这个词：V8引擎。原话基本上都是这样的 —— “Node.js 是一个基于 Chrome V8引擎的JavaScript运行环境。” 那什么是V8引擎呢？
Chrome V8引擎是一个JavaScript VM，在运行JavaScript之前，相比其它的JavaScript的引擎转换成字节码或解释执行，V8采用即时编译技术（JIT），直接将JavaScript代码编译成本地平台的机器码，然后直接交由硬件执行，并且使用了如内联缓存（inline caching）等方法来提高性能。
有了这些功能，JavaScript程序在V8引擎下的运行速度媲美二进制程序。

Node.js 和Chrome V8 引擎的关系

从解释器这个角度讲，我认为Node.js == V8引擎；但整体的看，实际上它是对V8进行了封装及优化。Node对一些特殊用例进行了优化，提供了替代的API，使得V8在非浏览器环境下运行得更好。例如，在服务器环境中，处理二进制数据通常是必不可少的，但Javascript对此支持不足，因此，Node增加了Buffer类，方便并且高效地 处理二进制数据。因此，Node不仅仅简单的使用了V8，还对其进行了优化，使其在各环境下更加给力。

Node.js架构

Node.js 使用了一个事件驱动、非阻塞式I/O的模型。在这里我要强调，语言和框架固然重要，然是其中的设计思想才是我们要重点记住的，因为互通的就是这些思想，并不是代码本身。

node架构

Node.js 标准库，这部分是由 Javascript编写的，即我们使用过程中直接能调用的 API。

Node bindings，这一层是 Javascript与底层 C/C++ 能够沟通的关键，前者通过 bindings 调用后者，相互交换数据。

最下面这一层是支撑 Node.js 运行的关键，由 C/C++ 实现。

• V8： Google 推出的 Javascript VM，也是 Node.js 为什么使用的是 Javascript的关键，它为 Javascript提供了在非浏览器端运行的环境，它的高效是 Node.js 之所以高效的原因之一。
• Libuv： 它为 Node.js 提供了跨平台，线程池，事件池，异步 I/O 等能力，是 Node.js 如此强大的关键。
• C-ares： 提供了异步处理 DNS 相关的能力。
• http_parser、OpenSSL、zlib 等： 提供包括 http 解析、SSL、数据压缩等其他的能力。

框架关系，作者@BusyRich

想要深入了解Node.js，几个词要记住并了解

• RESTful API
• 单线程
  Node.js 并没有给 Javascript 执行时创建新线程的能力，它的执行线程是单线程的。但这并不会影响它对任务进行并发处理，通过非阻塞操作和事件驱动就可以实现并发。

• 非阻塞IO & 事件驱动

  
  
  事件驱动

1. 每个Node.js进程只有一个主线程在执行程序代码，形成一个执行栈（execution context stack)。
2. 主线程之外，还维护了一个"事件队列"（Event queue）。当用户的网络请求或者其它的异步操作到来时，node都会把它放到Event Queue之中，此时并不会立即执行它，代码也不会被阻塞，继续往下走，直到主线程代码执行完毕。
3. 主线程代码执行完毕完成后，然后通过Event Loop，也就是事件循环机制，开始到Event Queue的开头取出第一个事件，从线程池中分配一个线程去执行这个事件，接下来继续取出第二个事件，再从线程池中分配一个线程去执行，然后第三个，第四个。主线程不断的检查事件队列中是否有未执行的事件，直到事件队列中所有事件都执行完了，此后每当有新的事件加入到事件队列中，都会通知主线程按顺序取出交EventLoop处理。当有事件执行完毕后，会通知主线程，主线程执行回调，线程归还给线程池。
4. 主线程不断重复上面的第三步。

总结：
我们所看到的node.js单线程只是一个js主线程，本质上的异步操作还是由线程池完成的，node将所有的阻塞操作都交给了内部的线程池去实现，本身只负责不断的往返调度，并没有进行真正的I/O操作，从而实现异步非阻塞I/O，这便是node单线程和事件驱动的精髓之处了。

一个服务的搭建实例

将以下代码存储为js文件并运行，在浏览器中打开 http://127.0.0.1:8888/ ，你的第一个node应用就能使用了。

var http = require('http');
http.createServer(function (request, response) {
    // 发送 HTTP 头部 
    // HTTP 状态值: 200 : OK
    // 内容类型: text/plain
    response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    // 发送响应数据 "Hello World"
    response.end('Hello World\n');
}).listen(8888);
// 终端打印如下信息
console.log('Server running at http://127.0.0.1:8888/');

最后我们看2个有意思的程序，大家结合学到的知识，猜猜打印的结果可能是什么样子的

第一个：

for (var i = 0; i <= 5; i++) {
     setTimeout(function() {
         console.log( i );
     }, i*1000);
     console.log( ' i : ' , i );
 }
 console.log( ' i i: ' , i );

第二个：

// 获取当前时间戳
var start = Date.now();
// 2秒后获取时间间隔
setTimeout(function () {
  console.log(Date.now() - start);
}, 2000);
// 1秒后获取时间间隔并开始运行长循环
setTimeout(function () {
  console.log(Date.now() - start);
  for (var i = 0; i < 1000000000; i++) {
    // 执行长循环
  }
}, 1000);
//
var fs = require("fs");
fs.readFile('input.txt', function (err, data) {
  if (err) return console.error(err);
  console.log(data.toString());
});
console.log("程序执行结束!");

感谢以下借鉴的大牛文章

https://www.runoob.com/nodejs/nodejs-http-server.html
https://blog.csdn.net/xiahuale/article/details/87005901
https://baike.baidu.com/item/node.js/7567977?fromtitle=nodejs&fromid=11244313&fr=aladdin