NodeJs - 第二章

Node.js 是为网络而诞生的平台，但又与 ASP、PHP 有很大的不同，究竟不同在哪里呢？
如果你有 PHP 开发经验，会知道在成功运行 PHP 之前先要配置一个功能强大而复杂的HTTP服务器，譬如 Apache、IIS 或 Nginx，还需要将 PHP 配置为 HTTP 服务器的模块，或者使用FastCGI 协议调用 PHP 解释器。这种架构是“浏览器 HTTP服务器 PHP解释器”的组织方式，而Node.js采用了一种不同的组织方式，“浏览器 NODE”的组织。

小技巧——使用 supervisor
如果你有 PHP 开发经验，会习惯在修改 PHP 脚本后直接刷新浏览器以观察结果，而你
在开发 Node.js 实现的 HTTP 应用时会发现，无论你修改了代码的哪一部份，都必须终止
Node.js 再重新运行才会奏效。这是因为 Node.js 只有在第一次引用到某部份时才会去解析脚本文件，以后都会直接访问内存，避免重复载入，而 PHP 则总是重新读取并解析脚本（如果没有专门的优化配置）。Node.js的这种设计虽然有利于提高性能，却不利于开发调试，因为我们在开发过程中总是希望修改后立即看到效果，而不是每次都要终止进程并重启。
supervisor 可以帮助你实现这个功能，它会监视你对代码的改动，并自动重启Node.js。

什么是阻塞（block）呢？线程在执行中如果遇到磁盘读写或网络通信（统称为 I/O 操作），通常要耗费较长的时间，这时操作系统会剥夺这个线程的 CPU 控制权，使其暂停执行，同时将资源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 I/O 模式就是通常的同步式 I/O（Synchronous I/O）或阻塞式 I/O （Blocking I/O）。
相应地，异步式 I/O （Asynchronous I/O）或非阻塞式 I/O （Non-blocking I/O）则针对所有 I/O 操作不采用阻塞的策略。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。

同步式 I/O                              异步式 I/O 的特点
同步式 I/O（阻塞式） 异步式 I/O（非阻塞式）
利用多线程提供吞吐量 单线程即可实现高吞吐量
通过事件片分割和线程调度利用多核CPU 通过功能划分利用多核CPU
需要由操作系统调度多线程使用多核CPU 可以将单进程绑定到单核 CPU
难以充分利用CPU资源 可以充分利用CPU资源
内存轨迹大，数据局部性弱 内存轨迹小，数据局部性强
符合线性的编程思维 不符合传统编程思维

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。在开发者看来，事
件由 EventEmitter 对象提供。前面提到的 fs.readFile 和 http.createServer 的回调函数都是通过 EventEmitter 来实现的。实例如下:

var EventEmitter = require('events').EventEmitter;
var myEvent = new EventEmitter();
myEvent.on('someEvent', function(str){
console.log(str);
});

setTimeout(function(){
myEvent.emit('someEvent', 'hello EventEmitter');
},1000);

Node.js 在什么时候会进入事件循环呢？答案是 Node.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。下图说明了事件循环的原理。
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模块（Module）和包（Package）是 Node.js 最重要的支柱。开发一个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。Node.js 提供了 require 函数来调用其他模块，而且模块都是基于文件的，机制十分简单。

模块是 Node.js 应用程序的基本组成部分，文件和模块是一一对应的。换言之，一个
Node.js 文件就是一个模块，这个文件可能是 JavaScript 代码、JSON 或者编译过的 C/C++ 扩展。

Node.js 提供了 exports 和 require 两个对象，其中 exports 是模块公开的接口，require 用于从外部获取一个模块的接口，即所获取模块的 exports 对象。require 不会重复加载模块，也就是说无论调用多少次 require，获得的模块都是同一个。

包是在模块基础上更深一步的抽象，Node.js 的包类似于 C/C++ 的函数库或者Java/.Net的类库。它将某个独立的功能封装起来，用于发布、更新、依赖管理和版本控制。Node.js 根据 CommonJS 规范实现了包机制，开发了npm来解决包的发布和获取需求。Node.js 的包是一个目录，其中包含一个 JSON 格式的包说明文件 package.json。严格符合 CommonJS 规范的包应该具备以下特征：
 package.json 必须在包的顶层目录下；
 二进制文件应该在 bin 目录下；
 JavaScript 代码应该在 lib 目录下；
 文档应该在 doc 目录下；
 单元测试应该在 test 目录下。
Node.js 对包的要求并没有这么严格，只要顶层目录下有 package.json，并符合一些规范即可。

Node.js 在调用某个包时，会首先检查包中 package.json 文件的 main 字段，将其作为包的接口模块，如果 package.json 或 main 字段不存在，会尝试寻找 index.js 或 index.node 作为包的接口。

在使用 npm 安装包的时候，有两种模式：本地模式和全局模式。默认情况下我们使用 npm
install命令就是采用本地模式，即把包安装到当前目录的 node_modules 子目录下。Node.js的 require 在加载模块时会尝试搜寻 node_modules 子目录，因此使用 npm 本地模式安装的包可以直接被引用。npm 还有另一种不同的安装模式被成为全局模式，使用方法为：npm [install/i] -g [package_name]
本地模式与全局模式
模 式 可通过 require 使用 注册PATH
本地模式 是 否
全局模式 否 是

npm 提供了一个有趣的命令 npm link，它的功能是在本地包和全局包之间创建符号链接。我们说过使用全局模式安装的包不能直接通过 require 使用，但通过 npm link命令可以打破这一限制。举个例子，我们已经通过 npm install -g express 安装了express，
这时在工程的目录下运行命令：
$ npm link express
./node_modules/express -> /usr/local/lib/node_modules/express
我们可以在 node_modules 子目录中发现一个指向安装到全局的包的符号链接。通过这
种方法，我们就可以把全局包当本地包来使用了。
npm link 命令不支持Windows。