Node.js（尚硅谷最经典Node.js快速入门学习笔记）

一、简介

• Node.js是一个能够在服务器端运行JavaScript的开放源代码、跨平台JavaScript运行环境。
• Node采用Google开发的V8引擎运行js代码，使用事件驱动、非阻塞和异步I/O模型（I：input、O：output）等技术来提高性能，可优化应用程序的传输量和规模。
• Node大部分基本模块都用JavaScript编写。在Node出现之前，JS通常作为客户端程序设计语言使用，以JS写出的程序常在用户的浏览器上运行。
• 目前，Node已被IBM、Microsoft、Yahoo！、Walmart、Groupon、SAP、LinkedIn、Rakuten、PayPal、Voxer和GoDaddy等企业采用。
• 但是Node与其他语言最大的不同之处是：PHP等语言是阻塞的，而Node是非阻塞的。

Node是对ES标准的一种实现，Node也是JS引擎。

通过Node可以使JS代码在服务端执行。

Node的服务器是单线程的，但是在后台拥有一个I/O线程池。

Node处理速度快，适合页面渲染。

 二、Node的用途

 1、Web服务API，比如rest

 2、实时多人游戏

 3、后端的Web服务，例如跨域、服务器端的请求

 4、基于Web的应用

 5、多客户端的通信，如即时通信

三、使用Node执行js文件

1、使用Win+R打开命令行窗口

2、输入cd+目录名，进入文件所在目录

3、node + 空格 + 所需执行的js文件名

快捷方式：在所需执行文件的文件夹上方输入cmd，在执行第三步操作。

四、模块化介绍

1、ECMAScirpt标准的缺陷

• 没有模块系统（引入jquery属于模块化，但不属于模块化系统，ES6有模块化）
• 标准库较少
• 没有标准接口
• 缺乏管理系统

2、模块化

• 如果程序设计的规模达到了一定程度，则必须对其进行模块化。
• 模块化可以有多种形式，但至少应该提供能够将代码分割为多个源文件的机制。
• CommonJS的模块功能可以帮我们解决该问题。、

• 在Node中，一个js文件就是一个模块。
• 在Node中，每一个js文件中的js代码都是独立运行在一个函数中的，而不是全局作用域，所以一个模块中的变量和函数在其他模块中无法访问。

CommonJS规范

• CommonJS规范的提出，主要是为了弥补当前JavaScript没有标准的缺陷。
• CommonJS规范为JS指定了一个美好的愿景，希望JS能够在任何地方运行。
• CommonJS对模块的定义十分简单：模块引用、模块定义、模块标识。

3、模块引用

       在Node中，通过require（）函数来引入外部的模块。

       require（）中可以传递一个文件的路径作为参数，node将会自动根据该路径引入外部模块。

       这里路径如果使用相对路径，必须以.或者..开头。

require("./02.moudle.js");

      使用require（）引入模块以后，该函数会返回一个对象，这个对象代表的是引入的模块。

可以通过exports来向外暴露变量和方法

只需要将需要暴露给外部的变量或方法设置为exports的属性即可。

console.log("我是一个模块,我是01.module");
exports.x = "我是01.module.js中的x";
exports.y = "我是01.module.js中的y";
exports.fn = function() {

};

var md = require("./01.module.js");
console.log(md.x);
console.log(md.y);
console.log(md.fn);

 

 引用案例：定义一个模块match，在该模块中提供两种方法：

                   add(a,b);求两个数的和，mul(a,b);求两个数的积

//02.module.js

var math = require("./03.math");
console.log(math.add(123, 456)); //579



//03.math.js
exports.add = function(a, b) {
    return a + b;
}
exports.mul = function(a, b) {
    return a * b;
}

4、模块定义

• 在运行环境中，提供了exports对象用于导出当前模块的方法或者变量，并且它是唯一的导出的出口。
• 在模块中还存在一个module对象，它代表模块自身，而exports是module的属性。
• 在Node中一个文件就是一个模块。

在Node中，模块分为三类：

      ① 内建模块：底层由C++编写的模块

      ② 核心模块：由Node引擎提供的模块

                             核心模块的标识就是模块的名字

                 示例：var fs = require("fs");

      ③ 文件模块：由用户自己创建的模块

                            文件模块的标识就是文件的路径

                         （绝对路径，一般来说是相对路径。相对   路径使用.或者..开头）

5、模块标识

•  模块标识其实就是模块的名字，也就是传递给require()方法的参数，它必须是符合驼峰命名法的字符串，或者是以.、…开头的相对路径、或者绝对路径。
• 使用require（）引入外部模块时，使用的就是模块标识。我们可以通过模块标识来找到指定的模块。

6、Node的模块实现

• Node中虽然使用的是CommonJS规范，但是其自身也对规范做了一些取舍。
• 在Node中引入模块，需要经历如下三个步骤：

        —路径分析

        —文件定位

       —编译执行

在Node中有一个全局对象global，它的作用和网页中的window类似。

     在全局中创建的变量都会作为global的属性保存。

     在全局中创建的函数都会作为global的方法保存。

• 当Node在执行模块中的代码时，会首先在代码的最顶部，添加如下代码：

      function（exports，require，module，__filename，__dirname）{

• 在代码的最底部，添加如下代码： }
• 实际上模块中的代码都是包装在一个函数中执行的，并且在函数执行时，同时传递进了5个实参。

         ① exports：该对象用来将变量或函数暴露到外部

         ② require：函数，用来引入外部模块

         ③ module：module代表的当前模块本身，exports是module的属性

                             既可以使用exports导出，也可以使用module.exports导出

         ④ __filename：当前模块的完整路径

         ⑤ __dirname：当前模块所在文件夹完整路径

     

exports和module.exports：

    ① 通过exports只能使用.的方式来向外暴露内部变量

         exports.xxx = xxx

    ② 而module.exports既可以通过.的方式，也可以直接赋值

         module.exports.xxx = xxxx

         module.exports = { }

五、包 package

CommonJS的包规范允许我们将一组相关的模块组合到一起，形成一组完整的工具。

CommonJS的包规范由包结构和包描述文件两个部分组成。

1、包结构

• 用于组织包中的各种文件
• 包实际上就是一个压缩文件，解压以后还原为目录。复合规范的目录，应该包含如下文件：

        —package.json：描述文件

        —bin：可执行二进制文件

        —lib：js代码

        —doc：文档

        —test：单元测试

2、包描述文件

• 描述包的相关信息，以供外部读取分析。
• 包描述文件用于表达非代码相关的信息，它是一个JSON格式的文件：package.json，位于包的根目录下，是包的重要组成部分。
• package.json中的字段：

       name、description、version、keywords、maintainers、contributors、bugs、licenses、

       repositories、dependencies、homepage、os、cpu、engine、builtin、direcotries、

       implements、scripts、author、bin、main、devDependencies。

六、NPM（Node Package Manager）

• CommonJS包规范是理论，NPM是其中一种实践。
• 对于Node而言，NPM帮助其完成了第三方模块的发布、安装和依赖等。借助NPM，Node与第三方模块之间形成了很好的一个生态系统。

• 通过NPM下载的包都放到node_modules文件夹中
• 通过NPM下载的包，直接通过包名引入即可。
• Node在使用模块名字来引入模块时，首先在当前目录的node_modules中寻找是否含有该模块：

       ① 如果有则直接使用，如果没有则去上一级目录的node_modules中寻找

       ② 如果有则直接使用，如果没有则再去上一级目录寻找，直到找到为止

       ③ 直到找到磁盘的根目录，如果依然没有，则报错

1、NPM命令（cmd）

① npm -v ：查看版本

② npm：帮助说明

③ npm version：查看所有模块的版本

④  npm search  包名：搜索模块包

⑤  npm install / i 包名：在当前目录安装包

⑥  npm install  包名 + -g：全局模式安装包（全局安装的包一般都是一些工具）

⑦ npm remove 包名：删除包

⑧ npm install 包名 --save：安装包并添加到依赖中

⑨ npm install ：下载当前项目所依赖的包

⑩ npm install 文件路径：从本地安装

     npm install 包名 -registry=地址：从镜像源安装

     npm config set registry 地址：设置镜像源

七、Buffer（缓冲区）

从结构上看Buffer非常像一个数组，它的元素为16进制的两位数。

数组中不能存储二进制的文件，而buffer就专门用来存储二进制数据。

使用buffer不需要引入模块，直接使用即可。

实际上一个元素就表示内存中的一个字节。

实际上Buffer中的内存不是通过JavaScript分配的，而是在底层通过C++申请的。

也就是我们可以直接通过Buffer来创建内存中的空间。

1、Buffer操作

（1）将一个字符串保存到buffer中

var str = "hello world";
//将一个字符串保存到buffer中
var buf = Buffer.from(str);

console.log(buf);         //
console.log(buf.length);  //11    占用内存的大小    表示占用内存11个字节
console.log(str.length);  //11    获取的是字符串的长度

Buffer中存储的都是二进制数据，但是是以十六进制的形式来显示。

buffer中的每一个元素的范围是从00—ff （00000000—11111111）

计算机中，一个0或者一个1，称为1位（bit）

8bit = 1byte（字节），字节是数据传输最小的单位

buffer中的一个元素，占用内存一个字节。

英文占用内存中的一个字节，汉字占用内存三个字节

• 1024byte = 1kb
• 1024kb = 1mb
• 1024mb=1gb
• 1024gb=1tb

（2）创建一个指定大小的buffer

//buffer的构造函数都是不推荐使用的
var buf2 = new Buffer(10); //10个字节的buffer
console.log(buf2.length);

Buffer的大小一旦确定，则不能修改。

Buffer实际上是对底层内存的直接操作。

//创建一个10字节的buffer
var buf2 = Buffer.alloc(10);
buf2[0] = 88;
buf2[1] = 255;
buf2[2] = 0xaa;
buf2[10] = 15;
console.log(buf2);     //

//只要数字在控制台或页面中输出一定是10进制
console.log(buf2[2]);  //170
console.log(buf2[2].toString(16));     //aa 

Buffer.allocUnsafe(size)  创建一个指定大小的buffer，但是buffer中可能含有敏感数据.

var buf3 = Buffer.allocUnsafe(10);
console.log(buf3);    //

Buffer.from（str）：将一个字符串转化为buffer

Buffer.alloc（size）：创建一个指定大小的buffer

Buffer.allocUnsafe（size）：创建一个指定大小的buffer

buf.toString（）：将缓冲区的数据转化为字符串

var buf4 = Buffer.from("我是一段文本数据");
console.log(buf4.toString());

 八、fs（文件系统）

文件系统（File System）：通过Node来操作系统中的文件。

使用文件系统，需要先引入fs模块，fs是核心模块，直接引入，不需要下载。

• 在Node中，与文件系统的交互是非常重要的，服务器的本质就将本地的文件发送给远程的客户端。
• Node通过fs模块来和文件系统进行交互。
• 该模块提供了一些标准文件访问API来打开、读取、写入文件，以及与其交互。
• 要使用fs模块，首先需要对其进行加载。

  const fs = require("fs");

1、同步调用

fs模块中所有的操作都有两种形式可供选择同步和异步。

• 同步文件系统会阻塞程序的执行，也就是除非操作完毕，否则不会向下执行代码。
• 异步文件系统不会阻塞程序的执行，而是在操作完成时，通过回调函数将结果返回。

（1）打开文件

fs.openSync*（path，flags[, mode]）

• path:要打开文件的路径  
• flags:打开文件要做的操作的类型       r-只读的  w-可写的
• mode 设置文件的操作权限，一般不传

（2）向文件中写入内容

fs.writeSync（fd，string[，position[，encoding]]）

• fd：文件的描述符，传递要写入文件的描述符
• string：要写入的内容
• position：写入的起始位置
• encoding：写入的编码，默认utf-8

（3）保存并关闭文件

fs.closeSync（fd）

• fd：要关闭的文件的描述符

var fs = require("fs");
//1、打开文件
var fd = fs.openSync("hello.txt","w");
//2、向文件中写入内容
fd.writeSync(fd,"今天晚上吃什么呢？？？",2);
//3、保存并关闭文件
fd.closeSync(fd);

2、异步调用

（1）打开文件

fs.open(path, flags[, mode], callback) 

• callback：不能省略，是回调函数
• 用来打开一个文件
• 异步调用的方法，结果都是通过回调函数的参数返回的。
• 回调函数有两个参数：

        ① err  错误对象：如果没有错误则为null

        ② fd 文件的描述

（2）向文件中写入内容

fs.write（fd，string[，position[，encoding]]，callback）

• 用来异步写入一个文件

（3）保存并关闭文件

fs.close（fd，callback）

• 用来关闭文件的
• 异步的close（2）。完成回调只有一个可能的异常参数

/*异步文件写入*/
// （1）打开文件
//fs.open(path, flags[, mode], callback)
var fs = require("fs");
//异步调用的方法，结果都是通过回调函数的参数返回的
fs.open("hello2.txt", "w", function(err, fd) {
    //判断是否出错
    if (!err) {
        //如果没有出错，则对文件进行写入操作
        // （2）向文件中写入内容
        fs.write(fd, "这是异步写入的内容", function(err) {
            if (!err) {
                console.log("写入成功~~~");
            }
            //（3）保存并关闭文件
            fs.close(fd, function(err) {
                if (!err) {
                    console.log("文件已关闭~~~");
                }
            })
        });

    } else {
        console.log(err);
    }
})

3、简单文件

（1）写入

同步：fs.writeFileSync(file,data[,options],callback)

异步：fs.writeFile(file,data[,options])

• file：要操作的文件路径
• data：要写入的数据
• option：选项，可以对写入进行设置（可省略）
• callback：写入完成以后执行的函数
• flag： r（只读）   w（可写）  a（追加）

 

var fs = require("fs");
//此时的hellow3.txt是相对路径
fs.writeFile("hello3.txt", "这是通过writeFile写入的内容", { flag: "a" }, function(err) {
    if (!err) {
        console.log("写入成功");
    } else {
        console.log(err);
    }
});


//绝对路径的使用
使用前：C:\Users\lilichao\Desktop\hello.txt
使用后：C:\\Users\\lilichao\\Desktop\\hello.txt

 （2）文件读取

同步：fs.readFile(path[,options],callback)

异步：fs.readFile(path[,options])

•   path:要读取文件的路径
•   options：读取的选项
•   callback回调函数：通过回调函数将读取到的内容返回（err,data)
•   err：错误对象
•   data：读取到的数据，会返回一个Buffer，可转换成字符串

//简单文件读取
var fs = require("fs");
fs.readFile("hello3.txt", function(err, data) {
    if (!err) {
        // console.log(data);
        // 将data写入到文件中
        fs.writeFile("hello.jpg", data, function(err) {
            if (!err) {
                console.log("文件写入成功");
            }
        })

    }
})

4、流式文件

同步、异步、简单文件的写入都不适合大文件的写入，性能较差，容易导致内存溢出。

往一个文件中写入大量数据时，最好的方法之一是使用流。

（1）写入

流式文件可持续写入。

fs.createWriteStream(path[, options])   可以用来创建一个可写流

• path：文件路径

• options：配置的参数，可省略不写

var fs = require("fs");
var ws = fs.createWriteStream("hello4.txt");
//可以通过监听流的open的close事件来监听流的打开和关闭

//打开流
//open只会触发一次，是一次性事件
//on（事件字符串，回调函数） ：可以为对象绑定一个事件
//once（事件字符串，回调函数）：可以为对象绑定一个一次性的事件，该事件将会在触发一次以后自动失效

ws.once("open", function() {
    console.log("流打开了~~~");
});
ws.once("close", function() {
    console.log("流关闭了~~~");
})

//通过ws向文件中输入内容,可持续写入
ws.write("通过可写流，写入文件的内容");
ws.write("今天晚上吃什么？");
ws.write("甜皮鸭");
ws.write("稀饭");

//关闭流
ws.close();

（2）文件读取

流式文件的读取也使用于一些比较大的文件，可以分多次将文件读取到内存中。

/流式文件读取
// 流式文件的读取也使用于一些比较大的文件，可以分多次将文件读取到内存中
var fs = require("fs");
//创建一个可读流
var rs = fs.createReadStream("E:/前端软件/学习操作/8.Node.js/03-文件系统/草东-还愿.mp3");

//创建一个可写流
var ws = fs.createWriteStream("a.mp3");
//监听流的开启和关闭
rs.once("open", function() {
    console.log("可读流打开了~~");
});
rs.once("close", function() {
    console.log("可读流关闭了~~~");
    //数据读取完毕，关闭可写流
    ws.close();
});

ws.once("open", function() {
    console.log("可写流打开了~~~");
});
ws.once("close", function() {
    console.log("可写流关闭了~~~");
})

//如果要读取一个可读流中的数据，必须要为可读流绑定一个data事件，data事件绑定完毕，它会自动开始读取数据
rs.on("data", function(data) {
    //console.log(data);
    //将读取到的数据，写入到可写流中
    ws.write(data);
});

 pipe（）可以将可读流中的内容，直接输出到可写流中。

var fs = require("fs");

//创建一个可读流
var rs = fs.createReadStream("E:/前端软件/学习操作/8.Node.js/03-文件系统/草东-还愿.mp3");
//创建一个可写流
var ws = fs.createWriteStream("b.mp3");

//pipe()可以将可读流中的内容，直接输出到可写流中
rs.pipe(ws);

九、其他操作

1、验证路径是否存在：fs.existsSync（path）

2、获取文件信息：fs.stat（path，callback）

                               fs.statSync（path）

                         它会给我们返回一个对象，这个对象中保存了当前对象状态的相关信息

3、删除文件：fs.unlink（path，callback）

                       fs .unlinkSync（path）

4、列出文件：fs.readdir（path，[，options]，callback）

                        fs.readdirSync（path，[,options]）

5、截断文件：fs.truncate（path，len，callback）

                       fs.truncateSync（path，len）

                       将文件修改为指定的大小

6、建立目录：fs.mkdir（path，[,mode]，callback）

                       fs.mkdirSync（path，[,mode]）

7、对文件进行重命名：fs.rename（oldPath，newPath，callback）

                                      fs.renameSync（oldPath，newPath）

                                      参数：oldPath：旧的路径

                                                newPath：新的路径

8、监视文件的修改：fs.watchFile（filename[，options]，listener）

                                  参数：filename：要监视的文件的名字

                                             options：配置选项

                                             listener：回调函数，当文件发送变化时，回调函数会执行

var fs = require("fs");
//一、检查一个文件是否存在
// fs.existsSync（path）
var isExists = fs.existsSync("a.mp3");
console.log(isExists);


//二、获取文件的状态：fs.stat（path，callback）

// fs.statSync（path）

fs.stat("a.mp3", function(err, stat) {
    //size：文件的大小
    //isFile()：是否是一个文件
    //isDirectory()：是否是一个文件夹
    console.log(stat.size);
})

//三、删除文件：fs.unlink（path，callback）
//   fs.unlinkSync（path）
fs.unlinkSync("a.mp3");


//四、列出文件  fs.readdir（path，[，options]，callback）
// fs.readdirSync（path，[,options]）
// 读取一个目录的目录结构
//files是一个字符串的数组，每一个元素就是一个文件夹，或文件的名字

fs.readdir(".", function(err, files) {
    if (!err) {
        console.log(files);
    }
});

//五、截断文件 fs.truncate（path，len，callback）
// fs.truncateSync（path，len）
// 将文件修改为指定的大小
fs.truncateSync("hello2.txt", 14);



//六、建立目录
// fs.mkdir（path，[,mode]，callback）
// fs.mkdirSync（path，[,mode]）
fs.mkdirSync("abc");




//七、对文件进行重命名：fs.rename（oldPath，newPath，callback）
// fs.renameSync（oldPath，newPath）
// 参数：oldPath：旧的路径
//       newPath：新的路径
fs.rename("hello.txt", "笔记本.txt", function(err) {
    console.log("修改成功");
});



// 八、监视文件的修改：fs.watchFile（filename[，options]，listener）
// 参数：filename：要监视的文件的名字
//            options：配置选项
//            listener：回调函数，当文件发送变化时，回调函数会执行
//   在回调函数中会有两个参数：cur 当前文件的状态
//                           prev 修改前文件的状态
//                           这两个对象都是stats对象


fs.watchFile("hello2.txt", function(curr, prev) {
    console.log("修改前文件大小：" + prev.size);
    console.log("修改后文件大小：" + curr.size);
})