2.Node学习：特性、模块和包
一. 特性
1. 内置HTTP服务器
Node.js内置了HTTP服务器支持（Node本身就是服务器），可以轻而易举地实现一个网站和服务器的组合，这和PHP等不一样，因为在使用PHP的时候，必须先搭建一个Apache或者nginx之类的HTTP服务器，然后通过服务器的模块加载或CGI调用，才能将 PHP 脚本的执行结果呈现给用户
而当使用Node.js 时，不用额外搭建一个HTTP 服务器，因为Node.js 本身就内建了一个
var http = require('http');
http.createServer(function(req,res){
console.log("请求到达");
res.writeHead('Content-Type','text/html');
res.write('<p>Hello</p>');
res.end('<p>Node.js</p>');
}).listen(3000);
console.log("success 127.0.0.1:3000");这就建立了一个最简单的服务器，调用http模块，监听3000端口，并对所有请求答复同样的内容
注：当我们刷新浏览器的时候，会发现“请求到达”出现两次，这说明接收到了两次请求，这是因为除了对根目录的请求外，很多浏览器都会试图下载favicon图标，通过请求 http://localhost:3000/favicon.ico
2. 单线程、异步式I/O（非阻塞式I/O）
线程是程序中一个单一的顺序控制流程，是程序的调度单位，在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程
线程执行中的磁盘读写、网络通信或数据库查询，统称为I/O 操作，IO操作通常要耗费较长的时间，传统架构下会采用多线程模型，也就是为每一个业务逻辑提供一个线程，通过线程切换来弥补同步式I/O调用的时间开销
注：也就是，当某个线程进行I/O操作时，操作系统会剥夺这个线程的CPU 控制权，使其暂停执行，同时将控制权让给其他的工作线程（这种线程调度方式称为阻塞），当I/O 操作完毕时，操作系统将这个线程的阻塞状态解除，恢复其对CPU的控制权，令其继续执行。这种模式就是同步式I/O或阻塞式I/O
Node.js使用的是单线程模型，对于所有的I/O操作都采用异步式的请求方式，当线程遇到I/O 操作时，不会以阻塞的方式等待I/O 操作的完成或数据的返回，而只是将I/O 请求发送给操作系统，继续执行下一条语句。当操作系统完成I/O 操作时，以事件的形式通知执行I/O 操作的线程，线程会在特定时候处理这个事件。为了处理异步I/O，线程必须有事件循环，不断地检查有没有未处理的事件，依次予以处理
注：同步式I/O，一个线程只能处理一项任务，会造成阻塞，要想提高吞吐量必须增加线程，因此造成不必要的内存开销，同时因为线程的来回切换而导致了CPU的占用
注：异步式I/O，一个线程永远在执行计算操作，I/O操作不会造成阻塞，而是直接执行后续的语句，当I/O操作完成时，以回调函数的形式执行指定逻辑，因此线程的CPU 利用率永远是100%
3. 基于事件的回调函数
同步读取文件API
var fs = require('fs');
var data = fs.readFileSync('file.txt', 'utf-8');
console.log(data);
console.log('end.'); 运行结果如下所示
contents of the file
end. 过程如下，读取文件（阻塞等待读取完成），将文件的内容作为函数的返回值赋给 data 变量并输出
异步读取文件API
var fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', 'utf-8', function(err, data) {
console.log(data);
});
console.log('end.'); 运行的结果如下：
end
Contents of the file过程如下，读取文件（不等待读取完成），将读取的请求发送给系统，继而执行后续语句，执行完以后进入事件循环监听，当fs接收到I/O 请求完成的事件时，事件循环会主动调用回调函数来完成后续操作
注：一个恰当的比喻就是，我从网上买了一个东西，之后，我就干我自己的事情，当货物送到的时候，快递员才通知我去取
注：并不是所有的API 都提供了同步和异步版本，node.js不鼓励使用同步I/O
4. 事件
node.js所有的异步I/O 操作在完成时都会发送一个事件到事件队列，事件由EventEmitter 对象提供。前面提到的fs.readFile的回调函数就是是通过 EventEmitter 来实现的
var EventEmitter = require('events').EventEmitter ;
var event = new EventEmitter();
event.on('some_event', function() {
console.log('sssss'); //注册事件监听器
});
setTimeout(function() {
event.emit('some_event'); //触发事件
}, 1000); //1秒后控制台输出sssssnode.js程序由事件循环开始，到事件循环结束，所有的逻辑都是事件的回调函数，所以node.js始终在事件循环中，程序入口就是事件循环第一个事件的回调函数。事件的回调函数在执行的过程中，可能会发出I/O 请求或直接发射（emit）事件，执行完毕后再返回事件循环，事件循环会检查事件队列中有没有未处理的事件，直到程序结束
二. 模块(module)
开发具有一定规模的程序不可能只用一个文件，通常需要把各个功能拆分、封装，然后组合起来，模块正是为了实现这种方式而诞生的
在浏览器JavaScript 中，脚本模块的拆分和组合通常使用HTML 的script 标签来实现。
注：浏览器端，可以借助require.js或者sea.js来完成模块化开发
模块都是基于文件的，一个Node.js文件（JS文件、JSON文件或者编译过的C/C++文件）就是一个模块
NodeJS的模块机制参照了CommonJS规范的module规范
1. require()函数
用于加载目标模块，获取目标模块的接口，返回目标模块的导出对象（module.exports）
接收一个模块名字符串作为参数
模块名可使用相对路径（./ 或者 ../），或者是绝对路径（ / 或C:之类的盘符），模块名中的.js扩展名可以省略
var f1 = require('./foo');
var f2 = require('./foo.js');在node.js中，模块大概可以分为核心模块（内置模块）和文件模块
1) 核心模块（内置模块/原生模块）
被编译成二进制代码，引用的时候只需require模块表示符即可，不做路径解析，直接返回核心模块的导出对象
var http=require('http');2) 文件模块（三种）
是指.js、.json、.node文件，在引用文件模块的时候要加上文件的路径
相对路径： . / 表示当前目录、 .. / 表示上级目录
绝对路径： / 表示当前盘符根目录或者C: （D: 、 E: 等）表示指定盘符根目录
注：与客户端css和js不同，node里当前目录用./表示
如果不加路径的话，则该模块要么是核心模块，要么是从一个node_modules文件夹加载，且加载模块的搜索路径如下
如果'/aaa/bbb/ccc/foo.js' 中的文件调用了 require('bar.js') ，node将依次在下面的位置进行搜索
/aaa/bbb/ccc/node_modules/bar.js
/aaa/bbb/node_modules/bar.js
/aaa/node_modules/bar.js
/node_modules/bar.js
为什么要这么做呢？这是因为当项目的子目录内的文件需要使用某个模块时，可以上溯到父目录，从而避免产生多余的副本
最后，NodeJS允许通过 NODE_PATH 环境变量来指定额外的模块搜索路径
NODE_PATH环境变量中包含一到多个目录路径（路径之间在Windows下使用";"分隔，在Linux下使用":"分隔）
NODE_PATH=/home/user/lib;/home/lib当使用require('foo')的方式加载模块时，则NodeJS依次尝试以下路径
/home/user/lib/foo.js
/home/lib/foo/bar.js此外，对于json文件，可以使用以下方式加载和使用
var data = require('./data.json');如果想让文件夹（包）作为模块（也要加路径，都则就会按照不加路径方式处理），则首先在文件夹的根目录下建立package.json文件，它标识了一个主模块。一个package.json中的内容可能如下：
{
"name" : "some-library",
"main" : "./lib/some-library.js" //主模块的位置
} 注：npm获取的包通常就是这种方式来加载的
注：如果在这个目录下没有package.json文件，node将试图从这个目录下加载index.js或index.node
2. exports对象
我们所require()的模块不可能没有要求，必须要有导出对象
exports 是模块公开的接口，require 用于从外部获取一个模块的接口，即获取模块的 exports 对象
exports对象指向当前模块的导出对象（module.exports），用于导出公有方法和属性，通过require函数使用别的模块时，其实就是使用别的模块的导出对象(module.exports)
exports对象保存的实际上是一个指向module.exports对象的指针，等同在每个模块头部，有一行这样的命令
var exports = module.exports;所以可以向exports对象添加方法
exports.area = function () {};但是不能直接将exports变量指向一个函数，因为它切断了exports与module.exports之间的连接,导出的是module.exports，因此只能通过指定module.exports 来改变访问接口
exports = function (){ }; //错误
module.exports = function (){ }; //正确，但改变了暴露的接口注：如果觉得exports与module.exports之间的区别很难分清，一个简单的处理方法，就是放弃使用exports，只使用module.exports
3. module对象
通过module对象可以访问到当前模块的一些相关信息，但最多的用途是替换当前模块的导出对象，改变访问接口
例如模块导出对象默认是一个普通对象，如果想改成一个函数的话，可以使用以下方式
module.exports = function () { };注：module.exports是一个空对象{}，仅仅用来声明接口
4. 主模块
通过命令行参数传递给NodeJS以启动程序的模块成为主模块，主模块负责调度组成整个程序的其它模块完成工作
5. 模块初始化(单次加载)
引入一个模块仿佛创建了一个对象，然后使用该对象的属性或方法，但是又有着本质区别，这是因为require不会重复加载模块
一个模块中的JS代码仅在模块第一次被使用时执行一次，并在执行过程中初始化模块的导出对象。之后，缓存起来的导出对象被重复利用
注：无论调用多少次 require，获得的都是同一个导出对象的实例，所以require初次加载模块时候是阻塞的（初次加载之后会被缓存，所以加载之后就不是阻塞的了）
target.js内容如下
var i = 0;
function count() {
return ++i;
}
exports.count = count; //该模块定义了一个私有变量，并导出一个公有方法main.js内容如下
var counter1 = require('./target');
var counter2 = require(''./target');
console.log(counter1.count()); // 1
console.log(counter2.count()); // 2
console.log(counter2.count()); // 3输出1、2、3，可见target.js并没有因为被require两次而被初始化两次
注：记住——所有模块在执行过程中只初始化一次
所以，一个模块的加载过程基本如下图所示
三. 包（packgae）
JS模块的基本单位是单个JS文件，而复杂些的模块由多个子模块组成
为了便于管理和使用，我们可以把由多个子模块组成的大模块称做包，并把所有子模块放在同一个目录里，用于发布、更新、依赖管理和版本控制
注：包就是代码组织和部署的一种依托方式，在模块的基础上提供了更高层次的抽象
在组成一个包的所有子模块中，需要有一个入口模块（主模块），入口模块的导出对象被作为包的导出对象
例如，cat目录定义了一个包，其中包含3个子模块，head.js、body.js、main.js，其中main.js作为入口模块
var head = require('./head);
var body = require(''./body);在其它模块里使用包的时候，只需require('/xxx/xxx/xxx/cat/main')即可
但是入口模块名称出现在路径里并不好，因为我们要让包看起来像是整个模块
require('/xxx/xxx/xxx/cat');此时，我们可以将主模块命名为index.js 或 index.node，这样处理后，就只需要把包目录路径传递给require函数，感觉上整个目录被当作单个模块使用，更有整体感
如果想自定义入口模块的文件名和存放位置，就需要在包目录下创建一个package.json文件，并在其中指定入口模块（main字段）的路径，这样就可以直接require包名了，Node.js会根据package.json文件
的main字段自动寻找主模块
package.json 是 CommonJS 规定的用来描述包的文件，完全符合规范的package.json 文件应该含有以下字段
name：包的名称，必须是唯一的，由小写英文字母、数字和下划线组成，不能包含
空格
description：包的简要说明
version：符合语义化版本识别 规范的版本字符串
keywords：关键字数组，通常用于搜索
maintainers：维护者数组，每个元素要包含 name、 email （可选）、 web （可选）字段
contributors：贡献者数组，格式与maintainers相同。包的作者应该是贡献者
数组的第一个元素
bugs：提交bug的地址，可以是网址或者电子邮件地址
licenses：许可证数组，每个元素要包含 type （许可证的名称）和 url （链接到
许可证文本的地址）字段
repositories：仓库托管地址数组，每个元素要包含 type（仓库的类型，如 git ）、
url （仓库的地址）和 path （相对于仓库的路径，可选）字段
dependencies：包的依赖，一个关联数组，由包名称和版本号组成
一个包通常包含（CommonJS 规范）
bin文件夹：存放二进制文件
doc文件夹：存放文档
lib文件夹：存放JavaScript代码
node_modules文件夹：存放第三方包
test文件夹：存放测试用例
package.json文件：元数据文件
README.md文件：说明文件
注：Node.js对包的要求没有上面这么严格，只要包含package.json，并符合一定规范即可，当然，为了提高兼容性，还是建议严格遵守以上规范
1. NPM（Node包管理器）
npm（Node Package Manager）即node包管理器(通常随Node.js自动安装)，用于Node.js包的下载，发布、传播、依赖控制
允许用户从NPM服务器下载别人编写的三方包到本地使用
允许用户从NPM服务器下载并安装别人编写的命令行程序到本地使用
允许用户将自己编写的包或命令行程序上传到NPM服务器供别人使用
可以使用命令
npm -v来测试是否成功安装
代理设置（如果需要的话）
npm config set proxy=http://127.0.0.1:8087 //设为自己可用的代理即可
npm config set registry=http://registry.npmjs.org下载第三方包(本地模式)
npm install package_name
npm i package_name 本地模式下载的包在命令运行目录的node_modules文件夹下
注：npm 在获取包的时候还将自动解析其依赖，并获取其依赖的包（package.json的作用）此后，只需require(“package_name”)即可，无需指定第三方包的路径（路径解析规则见前）
npm install package_name --save这样的话，不仅安装了指定的包，还将该包的依赖加入到了package.json的依赖列表中
注：这个 --save 参数，是Node.js中共有的，安装所有模块时，都可以这样使用，功能同上
注：使用 npm info 模块名 version 可以查看该模块的最新版本
下载第三方包(命令行工具，全局模式)
npm install –g package_name
npm i –g package_name全局模式下载的包在C:\Users\用户名\AppData\Roaming\npm\node_modules下
全局模式目的并不是让其它模块引用该包（不能被 require 获得），其最重要的是注册 PATH 环境变量（本地模式不会），从而能在命令行里使用（例如supervisor模块）
所以全局模式就是安装命令行程序
本地or全局
总而言之，当我们要把某个包作为工程运行时的一部分时，通过本地模式获取，如果要
在命令行下使用，则使用全局模式安装
本地&&全局
通过使用 npm link package_name 可以本地包和全局包之间创建符号链接，通过这种方法，我们就可以把全局包当本地包来使用了
除了将全局的包链接到本地以外，使用 npm link命令还可以将本地的包链接到全局。使用方法是在包目录（package.json 所在目录）中运行npm link 命令
npm link 命令不支持Windows
指定版本号
以上方式默认下载最新版第三方包，可以使用 @ 指定要下载的版本
npm install [email protected] （指定版本）
npm install express@4 （指定区间的最新版本）
npm install [email protected] （指定区间的最新版本）
npm install [email protected] （指定区间的最新版本）当使用的第三方包很多时，以上方式会很繁琐，因此NPM对package.json做了扩展，允许在其中申明三方包依赖
{
“name” : ”hello world” ,
“main” : “./echo.js”,
“dependencies” : {
“express” : “4.2.0”,
“argv” : “0.0.2”
}
}这样，在当前目录下，就可以使用 npm install 命令批量安装第三方包了
在package.json中，版本号表示方式略有不同
“express” : ” * ” 指定最新版本
“express” : ”4.2.0” 指定具体版本
“express” : ”~4.2.0” 指定最低版本
…. 注：更重要的是，当这个包被别的包使用时，仍然会根据依赖关系进一步下载第三方包，这种关系使得我们可以直接使用三方包，不需要自己去解决所有包的依赖关系
版本号分为X.Y.Z三位（主版本号、次版本号、补丁版本号）
如果只是修复bug，需要更新Z位
如果是新增了功能，但是向下兼容，需要更新Y位
如果有大变动，向下不兼容，需要更新X位
移除包
本地安装的模块通过
npm uninstall package_name全局安装的模块通过
npm uninstall –g package_name升级包
本地安装的模块通过
npm update package_name全局安装的模块通过
npm update –g package_name发布包
待续….
四. 调试
待续….