Node.Js基础知识

2023-11-19

Node.Js架构

Natives modules

当前层内容由JS实现
提供应用程序可直接调用库，例如：fs、path、 http等
JS语言无法直接操作底层硬件设置（–》Builtin modules 胶水层）

Builtin modules 胶水层

在V8引擎下，主要是帮助我们调用一些c/c++的功能，比如：socket\http 等

具体功能模块

提供初始化工作，创建执行上下文环境和作用域
执行JS代码（自己的代码、内置代码、第三方代码），提供桥梁接口（我们调用的函数可能是c/c++实现，主要js与c/c++的转换功能）

libuv

事件循环、事件队列、异步IO

第三方模块：c-ares(DNS)、http（parse）、zlib

数据流程

数据流程
主流后端语言处理多任务的时候，通常是开多线程。但是当任务量比较少时，线程就会浪费（服务员例子）。因此出现了 Reactor模式（应答者模式），单线程完成多线程工作。可以避免多个线程在上下文切换过程中考虑的状态保存、时间消耗、状态锁。
请添加图片描述
因此：NodeJS 更适合用于IO密集型高并发请求

NodeJS异步IO

同步时间：= 任务一 + 任务二
异步时间：< 任务一 + 任务二
请添加图片描述
异步IO内部会轮询 IO 状态，重复调用IO操作，判断IO是否结束。
常见轮询技术：read、select、poll、kqueue、event ports

期望无需主动判断的被阻塞IO ->libuv
请添加图片描述
NodeJS异步操作过程

异步IO总结

IO是应用程序的瓶颈所在
异步IO提高性能无需等待结果返回
IO操作属于操作系统级别，平台都有对应实现
NodeJs单线程配合事件驱动架构以及libuv实现异步IO

事件驱动架构

事件驱动架构是软件开发中的通用架构
主体发布消息，原来注册事件的其他实体接收到消息后就会处理响应事件

let eventEmitter = require("events");

const myEvent = new eventEmitter();

myEvent.on("事件1", function(){
    console.log("事件1被触发了");
})

myEvent.emit("事件1");

NodeJs单线程

单线程如何实现高并发？
异步IO、事件循环加上事件驱动的架构配合事件回调通知

NodeJs主线程是单线程，但是在libuv 库中存在线程池

但是如果处理cpu密集型就不太行了：

const http = require("http");

function sleep(time) {
    const end = Date.now() + time * 1000;

    while(Date.now() < end) {}
    return;
}

// 睡4秒
sleep(4);

const server = http.createServer((req, res) => {
    res.end("createServer start...");
})

server.listen(8080, () => {
    console.log("服务器启动了");
})

NodeJs 应用场景

NodeJs作为中间层
操作数据库提供服务
实时聊天业务程序
前端工程化

NodeJs 适合IO密集型任务，不适合大量的业务逻辑

node api 牛刀小试

安装全局TS，ts-node

书写主逻辑

import express from "express";
import { DataStore } from './data';

const app = express();
app.get("/", (req, res) => {
 	res.json(DataStore.list);
});

app.listen(8080, ()=>{
	console.log("服务开启");
})

创建json 文件，并创建处理文件data.ts。在ts 导入json 文件时，会提示报错，我们要设置tsconfig.json 文件中的"resolveJsonModule": true

// json 文件
[
    {
        "name": "hyb",
        "age": 18
    },
    {
        "name": "hsf",
        "age": 19
    }
]

// data.ts
import list from "./list.json";
export class DataStore {
    static list = list
}

NodeJS全局对象

与浏览器平台的window不完全相同
NodeJs全局对象上挂载许多属性
NodeJs全局对象是global,根本作用是全局变量的宿主

全局变量

__filename：返回正在执行脚本文件的绝对路径
__dirname：返回正在执行脚本所在目录
timer类函数：执行顺序与时间循环间的关系
process：提供与当前进程互动的接口
require：实现模块的加载
module、exports：处理模块的导出

// 全局对象
// console.log(global);

// 文件和 文件夹路径
// console.log(__filename);
// console.log(__dirname);


// 默认情况下 this 是空对象，和 global 是不一样的
console.log(this);
console.log(this == global);

// 我们可以理解为，在我们执行js 文件时，内部会帮
// 我们封装成下面立即调用的情况，会将全局对象，全局变量作为
// 参数传进来，所以我们无需引用直接调用
(function(){
    console.log(this == global);
})()

全局变量process

获取进程信息
执行线程操作

// 1. 资源： 内存、cpu
// console.log(process.memoryUsage());
// console.log(process.cpuUsage());

// 2. 运行环境：运行目录、node环境、cpu架构、用户环境、系统平台
// console.log(process.cwd());
// console.log(process.version);
// console.log(process.versions);
// console.log(process.arch);

// console.log(process.env.NODE_ENV);
// console.log(process.env.PATH);
// console.log(process.env.HOME);  // USERPROFILE

// console.log(process.platform);

// 3. 运行状态：启动参数、PID、运行时间
// console.log(process.argv);
// console.log(process.argv0);

// console.log(process.pid);
// console.log(process.uptime());

// 4. 事件
// process.on("beforeExit", (code) => {
//     console.log("before exit " + code);
// })

// process.on("exit", (code) => {
//     console.log("exit" + code);
// })

// console.log("代码执行完毕");

// 5. 标准输出 输入 错误
// console.log = function (data) {
//     process.stdout.write("---" + data + "\n");
// }

// console.log(11);
// console.log(22);

// 读取文件
// const fs = require('fs');
// fs.createReadStream('test.txt').pipe(process.stdout);

// 读取 和写东西
// process.stdin.pipe(process.stdout);

path

const path = require("path");

/**
 * 返回路径的最后一部分,通常用于从路径中提取文件名
 * 传入后缀字符串参数时，若结果包含后缀字符串，则返回从结果中删除扩展后的字符串
 * 若最后结尾是路径分割符，则忽略
 */
console.log(__filename);
console.log(path.basename(__filename));
console.log(path.basename(__filename, 'h.js'));
console.log(path.basename(__filename, '.css'));
console.log(path.basename("a/b/c"));
console.log(path.basename("a/b/c/", "c"));


console.log("华丽分割线-------------------")
// 返回文件路径名
console.log(path.dirname(__filename));

console.log("华丽的分割线----------------------")
/**
 * 返回文件的扩展名
 * path 路径中存在多个点，匹配最后一个点到结尾
 */
console.log(path.extname(__filename));

console.log("华丽的分割线----------------------")
// 解构路径
console.log(path.parse(__filename));

console.log("华丽的分割线----------------------")
// 序列化路径
console.log(path.format(path.parse(__filename)));

console.log("华丽分割线------------------------")
// 是否为绝对路径
console.log(path.isAbsolute('./foo'));
console.log(path.isAbsolute('/foo'));

console.log("华丽分割线---------------------")
// 拼接路径
console.log(path.join("a/b", 'c', 'a.html'));
console.log(path.join("a/b", 'c', "../",'a.html'));

console.log("华丽分割线---------------------")
// 规范化路径
console.log(path.normalize("a//b/c"))

console.log("华丽分割线---------------------")
// 绝对路径
console.log(path.resolve("a.html"));
console.log(path.resolve("/a.html"));

Buffer

JavaScript 语言自身只有字符串数据类型，没有二进制数据类型。
但在处理像TCP流或文件流时，必须使用到二进制数据。因此在 Node.js中，定义了一个 Buffer 类，该类用来创建一个专门存放二进制数据的缓存区。
Buffer 库为 Node.js 带来了一种存储原始数据的方法，可以让 Node.js 处理二进制数据，每当需要在 Node.js 中处理I/O操作中移动的数据时，就有可能使用 Buffer 库。

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