NodeJS 基础

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小牛编辑

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2023-12-01

什么是NodeJS

JS是脚本语言，脚本语言都需要一个解析器才能运行。对于写在HTML页面里的JS，浏览器充当了解析器的角色。而对于需要独立运行的JS，NodeJS就是一个解析器。

每一种解析器都是一个运行环境，不但允许JS定义各种数据结构，进行各种计算，还允许JS使用运行环境提供的内置对象和方法做一些事情。例如运行在浏览器中的JS的用途是操作DOM，浏览器就提供了document之类的内置对象。而运行在NodeJS中的JS的用途是操作磁盘文件或搭建HTTP服务器，NodeJS就相应提供了fs、http等内置对象。

有啥用处

尽管存在一听说可以直接运行JS文件就觉得很酷的同学，但大多数同学在接触新东西时首先关心的是有啥用处，以及能带来啥价值。

NodeJS的作者说，他创造NodeJS的目的是为了实现高性能Web服务器，他首先看重的是事件机制和异步IO模型的优越性，而不是JS。但是他需要选择一种编程语言实现他的想法，这种编程语言不能自带IO功能，并且需要能良好支持事件机制。JS没有自带IO功能，天生就用于处理浏览器中的 DOM事件，并且拥有一大群程序员，因此就成为了天然的选择。

如他所愿，NodeJS在服务端活跃起来，出现了大批基于NodeJS的Web服务。而另一方面，NodeJS让前端众如获神器，终于可以让自己的能力覆盖范围跳出浏览器窗口，更大批的前端工具如雨后春笋。

因此，对于前端而言，虽然不是人人都要拿NodeJS写一个服务器程序，但简单可至使用命令交互模式调试JS代码片段，复杂可至编写工具提升工作效率。

NodeJS生态圈正欣欣向荣。

如何安装

安装程序

NodeJS提供了一些安装程序，都可以在nodejs.org这里下载并安装。

Windows系统下，选择和系统版本匹配的.msi后缀的安装文件。Mac OS X系统下，选择.pkg后缀的安装文件。

编译安装

Linux系统下没有现成的安装程序可用，虽然一些发行版可以使用apt-get之类的方式安装，但不一定能安装到最新版。因此Linux系统下一般使用以下方式编译方式安装NodeJS。

确保系统下g++版本在4.6以上，python版本在2.6以上。
从nodejs.org下载tar.gz后缀的NodeJS最新版源代码包并解压到某个位置。
进入解压到的目录，使用以下命令编译和安装。
```
 $ ./configure
 $ make
 $ sudo make install
```

如何运行

打开终端，键入node进入命令交互模式，可以输入一条代码语句后立即执行并显示结果，例如：

$ node
> console.log('Hello World!');
Hello World!

如果要运行一大段代码的话，可以先写一个JS文件再运行。例如有以下hello.js。

function hello() {
  console.log('Hello World!');
}
hello();

写好后在终端下键入node hello.js运行，结果如下：

$ node hello.js
Hello World!

权限问题

在Linux系统下，使用NodeJS监听80或443端口提供HTTP(S)服务时需要root权限，有两种方式可以做到。

一种方式是使用sudo命令运行NodeJS。例如通过以下命令运行的server.js中有权限使用80和443端口。一般推荐这种方式，可以保证仅为有需要的JS脚本提供root权限。

$ sudo node server.js

另一种方式是使用chmod +s命令让NodeJS总是以root权限运行，具体做法如下。因为这种方式让任何JS脚本都有了root权限，不太安全，因此在需要很考虑安全的系统下不推荐使用。

$ sudo chown root /usr/local/bin/node
$ sudo chmod +s /usr/local/bin/node

模块

编写稍大一点的程序时一般都会将代码模块化。在NodeJS中，一般将代码合理拆分到不同的JS文件中，每一个文件就是一个模块，而文件路径就是模块名。

在编写每个模块时，都有require、exports、module三个预先定义好的变量可供使用。

require

require函数用于在当前模块中加载和使用别的模块，传入一个模块名，返回一个模块导出对象。模块名可使用相对路径（以./开头），或者是绝对路径（以/或C:之类的盘符开头）。另外，模块名中的.js扩展名可以省略。以下是一个例子。

var foo1 = require('./foo');
var foo2 = require('./foo.js');
var foo3 = require('/home/user/foo');
var foo4 = require('/home/user/foo.js');

// foo1至foo4中保存的是同一个模块的导出对象。

另外，可以使用以下方式加载和使用一个JSON文件。

var data = require('./data.json');

exports

exports对象是当前模块的导出对象，用于导出模块公有方法和属性。别的模块通过require函数使用当前模块时得到的就是当前模块的exports对象。以下例子中导出了一个公有方法。

exports.hello = function () {
  console.log('Hello World!');
};

module

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。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 () {
  console.log('Hello World!');
};

以上代码中，模块默认导出对象被替换为一个函数。

模块初始化

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。

主模块

通过命令行参数传递给NodeJS以启动程序的模块被称为主模块。主模块负责调度组成整个程序的其它模块完成工作。例如通过以下命令启动程序时，main.js就是主模块。

$ node main.js

完整示例

例如有以下目录。

- /home/user/hello/
  - util/
    counter.js
  main.js

其中counter.js内容如下：

var i = 0;

function count() {
  return ++i;
}

exports.count = count;

该模块内部定义了一个私有变量i，并在exports对象导出了一个公有方法count。

主模块main.js内容如下：

var counter1 = require('./util/counter');
var  counter2 = require('./util/counter');

console.log(counter1.count());
console.log(counter2.count());
console.log(counter2.count());

运行该程序的结果如下：

$ node main.js
1
2
3

可以看到，counter.js并没有因为被require了两次而初始化两次。

二进制模块

虽然一般我们使用JS编写模块，但NodeJS也支持使用C/C++编写二进制模块。编译好的二进制模块除了文件扩展名是.node外，和JS模块的使用方式相同。虽然二进制模块能使用操作系统提供的所有功能，拥有无限的潜能，但对于前端同学而言编写过于困难，并且难以跨平台使用，因此不在本教程的覆盖范围内。

小结

本章介绍了有关NodeJS的基本概念和使用方法，总结起来有以下知识点：

NodeJS是一个JS脚本解析器，任何操作系统下安装NodeJS本质上做的事情都是把NodeJS执行程序复制到一个目录，然后保证这个目录在系统PATH环境变量下，以便终端下可以使用node命令。
终端下直接输入node命令可进入命令交互模式，很适合用来测试一些JS代码片段，比如正则表达式。
NodeJS使用CMD模块系统，主模块作为程序入口点，所有模块在执行过程中只初始化一次。
除非JS模块不能满足需求，否则不要轻易使用二进制模块，否则你的用户会叫苦连天。