Node.js

速通《了不起的Node.js》(一)

这是《了不起的Node.js》简记的第一篇，主要摘要一些JavaScript的基础知识和必须要注意的Node.js概念。

Velen Yang

2023年5月9日 • 8 min read

理解一个工具最好的方式是首先搞明白为什么会有这个工具

这是《了不起的Node.js》简记的第一篇，主要摘要一些JavaScript的基础知识和必须要注意的Node.js概念。当然，一些过于基础的知识我就不写出来了，相信对这几篇文章感兴趣的同好都有了解。

Node.js简述

2019年年末，Ryan Dahl在柏林的一个JavaScript大会上宣布了一项名为Node.js的新技术。这项技术是关于在服务器端运行JavaScript的，所有人在听闻后的第一个想法都是：

如果成真的话，以后开发Web应用就只需要一种语言了。

毫无疑问，Node.js引起了轰动，我还记得前几年很火的一句话：“所有能用JS写的东西都会使用JS”。虽然十来年过去了，这个目标并没有实现，但是Node.js带来的变化依旧在持久、缓慢的改变着技术圈子，拓宽着前端程序员的发展边界。

Node.js改变了Web开发模式，被称为是一个将设计网络应用导向正确道路的特殊工具。它快速又高效，这样的特性得益于一种叫事件轮询(event loop)的技术，以及其构建与V8之上，V8是Google为Chrome Web浏览器设计的JS解释器和虚拟机，它运行JS非常快。

JavaScript概览

JavaScript是基于原型、面向对象、弱类型的动态脚本语言。它从函数式语言中借鉴了一些强大的特性，如闭包和高阶函数。从技术层面上说，JavaScript是根据ECMAScript语言标准来实现的。

JavaScript基础

类型

JavaScript类型可以简单分为基本数据类型和复杂数据类型。

基本数据类型包括number、string、boolean、undefined、null和Symbol
复杂数据类型包括array、function和object

简单来说，访问JavaScript的基本类型，访问的是值；访问复杂类型，访问的是对值的引用。

特定的false值

在条件表达式中，一些特定的值会被判定为false：null、undefined、' '、0。

改变this

js中的this可以使用以下方法：

.call 接受参数列表
.apply 接受参数数组
.bind 接受参数列表,改变this的引用

bind是返回对应函数，便于稍后调用；其他两者理解调用

闭包

自执行函数是一种机制，通过这种机制声明和调用一个匿名函数，能够达到仅定义一个新作用域的作用。自执行函数对声明私有变量是很有用的，这样可以让私有变量不被其他代码访问。——原书

在本质上，闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。它的最大用处有两个，一个是前面提到的可以读取函数内部的变量，另一个就是让这些变量的值始终保持在内存中。——阮一峰

类相关

JavaScript在出现class语法糖前，是使用函数来定义和模仿类的。其中的继承特性则是通过基于原型的继承来模拟类继承。

// 继承
子类.prototype = new 父类();
// 上面的继承的缺陷是还需要初始化父类，可以参照下面的方法
子类.prototype.__proto__ = 父类.prototype
// 为子类定义属性和方法
子类.prototype.属性 = ""
// 重写父类函数
子类.prototype.方法 =  function (a) {
    父类.prototype.方法.call(this, a);
    // 子类特有逻辑
    // ...
}

Node.js的特别之处

阻塞与非阻塞IO

Node为JavaScript引入了一个复杂的概念：共享状态的并发。

Node采用一个长期运行的进程，相反，Apache会产生多个线程（每个请求一个线程），每次都会刷新状态。

事件轮询

Node会先注册事件，随后不停的询问内核这些事件是否已经分发。当时间分发时，对应的回调函数就会被触发，然后继续执行下去。如果没有事件触发，则继续执行其他代码，直到有新事件时，再去执行对应的回调函数。

总的来说：JavaScript中的事件循环机制是一种执行代码、处理事件和实现异步编程的方式。事件循环机制使得JavaScript能够处理异步操作，如setTimeout、Promise等，从而在单线程环境中实现非阻塞的行为。

事件循环机制主要包括以下几个部分：

调用栈（Call Stack）：负责执行函数调用和执行上下文的管理。当一个函数被调用时，其执行上下文被推入调用栈；当函数执行完毕，其执行上下文从调用栈中弹出。
任务队列（Task Queue）：负责存储待处理的任务。例如，当setTimeout到达指定延迟时间时，其回调函数就会被添加到任务队列中。
微任务队列（Microtask Queue）：负责存储待处理的微任务，如Promise的then回调。微任务队列优先级高于任务队列，因此在执行任务队列中的任务之前，需要先清空微任务队列。
事件循环（Event Loop）：事件循环是整个机制的核心。它的作用是检查调用栈是否为空，然后从任务队列或微任务队列中取出任务并执行。具体流程如下：

a. 首先检查调用栈是否为空，如果不为空，则执行栈顶的函数。
b. 如果调用栈为空，检查微任务队列是否有任务。如果有，执行并清空微任务队列中的所有任务。
c. 如果调用栈为空且微任务队列也为空，检查任务队列是否有任务。如果有，将任务队列中的第一个任务放入调用栈并执行。
d. 重复以上步骤。

这样，JavaScript可以在执行同步代码的同时，处理异步操作的回调，实现非阻塞行为。值得注意的是，虽然事件循环使得JavaScript可以执行异步操作，但过多的异步操作仍然可能导致性能问题。因此，在实际开发中，需要合理安排任务，以避免阻塞主线程。

Node中的JavaScript

global对象

我们知道，在浏览器中，全局对象指的是window对象。在window对象中定义的任何内容都可以被全局访问到。

Node中有两个类似但却各自代表着不同含义的对象：

global：和window一样，任何global对象上的属性都可以被全局访问到。
process：所有全局执行上下文中的内容都在process对象中。举例来说，在浏览器中，窗口的名字是window.name，类似的，在Node中进程的名字是process.title。

process.nextTick函数可以将一个函数的执行时间规划到下一个事件循环中。

事件

Node.js中的基础API之一就是EventEmitter。无论是在Node中还是是浏览器中，大量代码都依赖于所监听或者分发的事件。

浏览器中负责处理事件相关的DOMAPI主要包括addEventListener/removeEventListener以及dispatchEvent。

在Node中，你也可以通过Event EmitterAPI来随处进行事件的监听和分发。该API上定义了on/emit和removeListener方法，它以process.EventEmitter形式暴露出来。

事件是Node非阻塞设计的重要体现。Node通常不会直接返回数据（因为这样可能会在等待某个资源的时候发生线程阻塞），而是采用分发事件来传递数据的方式。在Node中，事件机制可以通知你尚未发生但即将要发生的事情。

buffer

除了模块之外，Node还补全了语言的另一个不足之处——对二级制数据的处理。

buffer是一个表示固定内存分配的全局对象（也就是说，要放到缓冲区中的字节数需要提前定下），它就好比是一个由八位字节元素组成的数组，可以有效地在JavaScript中表示二进制数据。

在Node.js中，绝大部分进行数据IO操作的API都用buffer来接受和返回数据。

注：文中还提到了base64，base64是一种仅用ASCII字符书写二进制数据的方式，换句话说，它可以让你用简单的英文字母来表示图片这样的复杂事物。

其他说明

一些已经过时或被废弃的东西比如存取器我并没有在文章里提到，留作之后单章特地说明。

END

本章入门篇到这里就结束了，这一篇主要是回顾了以下JavaScript的基础以及初探Node.js的部分奥妙，更深更好的内容接下来会慢慢揭晓，我会加快更新速度的！