一、简介
1.1、概要
Node.js 是一个基于Google Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。Node.js 使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型,使其轻量又高效。Node.js 的包管理器 npm,是全球最大的开源库生态系统。
Nodejs 的单线程 非阻塞 I/O 事件驱动
Nodejs是由 Ryan Dahl 于2009年5月推出的最初版本,Ryan Dahl 是一名专注于实观高性晚Web服务器的优化专家,他将Chrome浏览器的V8引擎单独移植出来,在此基础之上,为其上层的JavaScnpr提供了友好的API,供开发人员使用,而且完全开源免费。
能方便地搭建响应速度快、易于扩展的网络应用,Node.js 使用事件驱动, 非阻塞I/O 模型而得以轻量和高效,非常适合在分布式设备上运行的数据密集型的实时应用。
官网:https://nodejs.org/en/,https://nodejs.org/zh-cn/
中文:https://cnodejs.org/、http://nodejs.cn/
API:https://www.nodeapp.cn/
简单说Node.js就是运行在服务器端的JavaScript,是现在流行的语言中能同时运行在前端与后台的程序语言,你可以把JavaScript想像成Java与C#。相关技术:
数据库:MongoDB,非关系型数据库,NoSQL(Not only SQL)
MVC框架:AngularJS、VUE、React
Web服务器:Express
模板引擎:jade、ejs、htmljs、swig、hogan.js
1.2、Node.js的功能
node.js作为一个JavaScript的运行环境,提供了基础的功能和API:(基于node.js衍生了很多框架)
- Express框架 (快速构建web应用)
- Electron 框架 (快速构建跨平台的桌面应用)
- restify 框架 (快速构建API接口项目)
- 创建实用的命令行工具辅助前端开发,读写操作数据库等
Node.js 是一个开源和跨平台的 JavaScript 运行时环境。 它几乎是任何类型项目的流行工具!
1.3、Node.js特点
Node.js的最大特点是单线程。Node.js 应用程序在单个进程中运行,无需为每个请求创建新的线程。 Node.js 在其标准库中提供了一组异步的 I/O 原语,以防止 JavaScript 代码阻塞,通常,Node.js 中的库是使用非阻塞范式编写的,使得阻塞行为成为异常而不是常态。
当 Node.js 执行 I/O 操作时(比如从网络读取、访问数据库或文件系统),Node.js 将在响应返回时恢复操作(而不是阻塞线程和浪费 CPU 周期等待)。
这允许 Node.js 使用单个服务器处理数千个并发连接,而不会引入管理线程并发(这可能是错误的重要来源)的负担。
Node.js 具有独特的优势,因为数百万为浏览器编写 JavaScript 的前端开发者现在无需学习完全不同的语言,就可以编写除客户端代码之外的服务器端代码。
在 Node.js 中,可以毫无问题地使用新的 ECMAScript 标准,因为你不必等待所有用户更新他们的浏览器,你负责通过更改 Node.js 版本来决定使用哪个 ECMAScript 版本,你还可以通过运行带有标志的 Node.js 来启用特定的实验性功能。
(1)它是一个JavaScript 运行环境:Node.js作为运行环境可以让JavaScript 脱离浏览器,在服务器端单独执行,如果客户端和服务器端使用相同的开发语言,可以在很大程度上达到客户端和租务器端代码的共用。
(2)依赖于Chrome V8 引擎进行代码解析:Chrome V8负责在非浏览器解析情况下解析JavaScript 代码。
(3)事件驱动(Event-Driven):对于事件驱动来说,在学习JavaScript的初级阶段。都会接触到事件,如onclick、onload等,这些事件通常会绑定在某个页面元素上,然后为其指定事件处理函数,当事件被触发时才会执行相应的处理函数。可以说这样的事件处理机制就是标准的事件驱动机制。
(4)非阻塞I/O(non-blocking L/O):提到非阻塞I/O,首先有必要了解一下阻塞I/O,I/O(Input/Output)表示输入/输出操作,阻塞I/O可以理解为被阻塞了的输入/输出操作。在服务器端有很多会涉及阻塞LO的操作,例如在读取文件的过程中,需要等待文件读取完毕后才能继续执行后面的操作,Node.js中使用事件同调的方式来解决这种阻塞l/O的情况,避免了阻塞I/O所需的等待,所以说它具有非阻塞l/O的特点。
(5)轻量,可伸缩,适于实时数据交互应用:在Node.js中,Socket可以实现双向通信,例如聊天室就是实时的数据交互应用。
(6)单进程,单线程,单线程:进程就是一个应用程序的一次执行过程,它是一个动态的概念:而线程是进程中的一部分,进程包含多个线程在运行。单线程就是进程中只有一个线程,阻塞1/O模式下一个线程只能处理一个任务:而非阻塞1/O模式下,一个线程永远在处理任务,这样CPU的利用率是100%,Nodej采用单线程,利用事件驱动的异步编程模式,实现了非阻塞I/O。
二、搭建Node.js开发环境
2.1、安装Node.js
去官网下下载最新版本的Node.js一步一步按提示安装即可,如果安装失败就手动安装,将Node.js的安装位置配置到环境变量的path中。
安装完成后启动命令行,测试:
2.2、安装IDE开发Node.js插件
如果不使用IDE开发项目效率较低,在很多主流的集成开发环境(IDE)中都可以安装插件支持Node.js开发。
2.2.1、VSCode
下载安装好VSCode(https://code.visualstudio.com/):
安装好插件CodeRunner
Code Runner应该是下载量最大的插件之一了,代码一键运行,并支持了 Node.js, Python, C++, Java, PHP, Perl, Ruby, Go等超过40种的语言。
安装好Code Runner之后,打开你所要运行的文件,有多种方式来快捷地运行你的代码:
- 键盘快捷键 Ctrl+Alt+N
- 快捷键 F1 调出 命令面板, 然后输入 Run Code
- 在编辑区,右键选择 Run Code
- 在左侧的文件管理器,右键选择 Run Code
- 右上角的运行小三角按钮
停止代码运行:
- 键盘快捷键 Ctrl+Alt+M
- 快捷键 F1 调出 命令面板, 然后输入 Stop Code Run
- 在Output Channel,右键选择 Stop Code Run
安装Nodejs Snippets插件让VSCode支持Nodejs代码的智能提示。
2.2.2、HBuilder
启动HBuilder->工具->插件安装
安装成功后就可以新建Node.js项目了:
这里选择Hello World,新建好的项目如下:
hello-world-server.js文件就是一个简单的web服务器,右键选择“运行方式”->"Node Application"
控制台提示“Server running at http://127.0.0.1:1337/”在浏览器查看的效果如下:
三、第一个Node.js程序
在VSCode中创建一个新的项目,如nodedemo1:
点击“查看”-> "终端",在控制台输入npm init初始化项目:
根据提示完成项目的初始配置,创建index.js。
在上面的示例中,我们是通过IDE完成编译与运行的,其实手动运行也可以,比如编写一段代码如下:
index.js
在node环境下解释运行:
运行结果:
引入 required 模块:我们可以使用 require 指令来载入 Node.js 模块。
创建服务器:服务器可以监听客户端的请求,类似于TomCat、IIS、Apache 、Nginx 等 HTTP 服务器。
接收请求与响应请求 服务器很容易创建,客户端可以使用浏览器或终端发送 HTTP 请求,服务器接收请求后返回响应数据。
第一行请求(require)Node.js 自带的 http 模块,并且把它赋值给 http 变量。
接下来我们调用 http 模块提供的函数: createServer 。这个函数会返回 一个对象,这个对象有一个叫做 listen 的方法,这个方法有一个数值参数, 指定这个 HTTP 服务器监听的端口号。
四、NPM(Node.js包管理器)
NPM是随同NodeJS一起安装的包管理工具,能解决NodeJS代码部署上的很多问题,常见的使用场景有以下几种:
a)、允许用户从NPM服务器下载别人编写的第三方包到本地使用。
b)、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。
c)、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。
4.1、查看npm版本
由于新版的nodejs已经集成了npm,所以之前npm也一并安装好了。同样可以通过输入 "npm -v" 来测试是否成功安装。命令如下,出现版本提示表示安装成功:
4.2、升级npm
如果你安装的是旧版本的 npm,可以很容易得通过 npm 命令来升级
npm install npm -g
4.3、安装模块
npm install <Module Name> -参数 或 npm i 模块名
如果带参数-g表示全局安装,否则只是安装到某个目录下。
以下实例,我们使用 npm 命令安装常用的 Node.js web框架模块 express
4.4、卸载模块
我们可以使用以下命令来卸载 Node.js 模块。
npm uninstall <Module Name>
如先使用安装指令安装bootstrap:
npm install bootstrap
再使用卸载指令删除模块:
npm uninstall bootstrap
可以到 /node_modules/ 目录下查看包是否还存在
4.5、模块列表
使用模块列表命令可以方便的看到当前项目中依赖的包:
npm ls
4.6、更新模块
我们可以使用以下命令更新模块:
npm update 模块名称
npm up -g 模块名称
4.7、搜索模块
npm search 模块名称
4.8、NPM 常用命令
除了本章介绍的部分外,NPM还提供了很多功能,package.json里也有很多其它有用的字段。
除了可以在npmjs.org/doc/查看官方文档外,这里再介绍一些NPM常用命令。
NPM提供了很多命令,例如install和publish,使用npm help可查看所有命令。
NPM提供了很多命令,例如install和publish,使用npm help可查看所有命令。
使用npm help <command>可查看某条命令的详细帮助,例如npm help install。
在package.json所在目录下使用npm install . -g可先在本地安装当前命令行程序,可用于发布前的本地测试。
使用npm update <package>可以把当前目录下node_modules子目录里边的对应模块更新至最新版本。
使用npm update <package> -g可以把全局安装的对应命令行程序更新至最新版。
使用npm cache clear可以清空NPM本地缓存,用于对付使用相同版本号发布新版本代码的人。
使用npm unpublish <package>@<version>可以撤销发布自己发布过的某个版本代码。
4.9、更换NPM 镜像
因为npm的服务器在国外,在网络状态不好的情况下引入一个模块会因为网络延迟而失败,可以更换成国内速度更快的镜像服务器,这里以使用淘宝 NPM 镜像(http://npm.taobao.org/)为例:
这样就可以使用 cnpm 命令来安装模块了:
$ cnpm install [name]
这是一个完整 npmjs.org 镜像,你可以用此代替官方版本(只读),同步频率目前为 10分钟 一次以保证尽量与官方服务同步。
如是安装失败,可以试试:
nrm
为了更方便的切换下包的镜像源,可以安装nrm这个小工具,利用nrm提供的终端命令,可以快速查看和切换下包的镜像源。
4.10、package.json
4.10.1、概述
每个项目的根目录下面,一般都有一个package.json
文件,定义了这个项目所需要的各种模块,以及项目的配置信息(比如名称、版本、许可证等元数据)。npm install
命令根据这个配置文件,自动下载所需的模块,也就是配置项目所需的运行和开发环境。
npm init可以通过交互的方式初始化项目,npm init -y快速初始化一个包管理配置文件
下面是一个最简单的package.json文件,只定义两项元数据:项目名称和项目版本。
package.json
文件就是一个JSON对象,该对象的每一个成员就是当前项目的一项设置。比如name
就是项目名称,version
是版本(遵守“大版本.次要版本.小版本”的格式)。
下面是一个更完整的package.json文件。
下面详细解释package.json文件的各个字段。
成熟示例:
View Code
View Code
4.10.2、scripts字段
scripts
指定了运行脚本命令的npm命令行缩写,比如start指定了运行npm run start
时,所要执行的命令。
下面的设置指定了npm run preinstall
、npm run postinstall
、npm run start
、npm run test
时,所要执行的命令。
4.10.3、dependencies字段,devDependencies字段
dependencies
字段指定了项目运行所依赖的模块,devDependencies
指定项目开发所需要的模块。
它们都指向一个对象。该对象的各个成员,分别由模块名和对应的版本要求组成,表示依赖的模块及其版本范围。
对应的版本可以加上各种限定,主要有以下几种:
- 指定版本:比如
1.2.2
,遵循“大版本.次要版本.小版本”的格式规定,安装时只安装指定版本。 - 波浪号(tilde)+指定版本:比如
~1.2.2
,表示安装1.2.x的最新版本(不低于1.2.2),但是不安装1.3.x,也就是说安装时不改变大版本号和次要版本号。 - 插入号(caret)+指定版本:比如ˆ1.2.2,表示安装1.x.x的最新版本(不低于1.2.2),但是不安装2.x.x,也就是说安装时不改变大版本号。需要注意的是,如果大版本号为0,则插入号的行为与波浪号相同,这是因为此时处于开发阶段,即使是次要版本号变动,也可能带来程序的不兼容。
- latest:安装最新版本。
package.json文件可以手工编写,也可以使用npm init
命令自动生成。
这个命令采用互动方式,要求用户回答一些问题,然后在当前目录生成一个基本的package.json文件。所有问题之中,只有项目名称(name)和项目版本(version)是必填的,其他都是选填的。
有了package.json文件,直接使用npm install命令,就会在当前目录中安装所需要的模块。
如果一个模块不在package.json
文件之中,可以单独安装这个模块,并使用相应的参数,将其写入package.json
文件之中。
上面代码表示单独安装express模块,--save
参数表示将该模块写入dependencies
属性,--save-dev
表示将该模块写入devDependencies
属性。
示例:
package.json
index.js
运行结果:
-S 即--save(保存)
包名会被注册在package.json的dependencies里面,在生产环境下这个包的依赖依然存在。
-D 即--dev(生产)
包名会被注册在package.json的devDependencies里面,仅在开发环境下存在的包用-D,如babel、sass-loader这些解析器
1. devDependencies中的插件只用于开发环境,不用于生产环境,而dependencies是需要发布到生产环境的。像gulp、babel、webpack这些压缩代码、打包的工具,在实际运行中不需要,所以用-D2.elementui、echarts这些插件在实际运行中也是需要的,所以用-S。
4.10.4、peerDependencies
有时,你的项目和所依赖的模块,都会同时依赖另一个模块,但是所依赖的版本不一样。比如,你的项目依赖A模块和B模块的1.0版,而A模块本身又依赖B模块的2.0版。
大多数情况下,这不构成问题,B模块的两个版本可以并存,同时运行。但是,有一种情况,会出现问题,就是这种依赖关系将暴露给用户。
最典型的场景就是插件,比如A模块是B模块的插件。用户安装的B模块是1.0版本,但是A插件只能和2.0版本的B模块一起使用。这时,用户要是将1.0版本的B的实例传给A,就会出现问题。因此,需要一种机制,在模板安装的时候提醒用户,如果A和B一起安装,那么B必须是2.0模块。
peerDependencies
字段,就是用来供插件指定其所需要的主工具的版本。
上面代码指定,安装chai-as-promised
模块时,主程序chai
必须一起安装,而且chai
的版本必须是1.x
。如果你的项目指定的依赖是chai
的2.0版本,就会报错。
注意,从npm 3.0版开始,peerDependencies
不再会默认安装了。
4.10.5、bin字段
bin项用来指定各个内部命令对应的可执行文件的位置。
上面代码指定,someTool 命令对应的可执行文件为 bin 子目录下的 someTool.js。Npm会寻找这个文件,在node_modules/.bin/
目录下建立符号链接。在上面的例子中,someTool.js会建立符号链接npm_modules/.bin/someTool
。由于node_modules/.bin/
目录会在运行时加入系统的PATH变量,因此在运行npm时,就可以不带路径,直接通过命令来调用这些脚本。
因此,像下面这样的写法可以采用简写。
所有node_modules/.bin/
目录下的命令,都可以用npm run [命令]
的格式运行。在命令行下,键入npm run
,然后按tab键,就会显示所有可以使用的命令。
4.10.6、main字段
main
字段指定了加载的入口文件,require('moduleName')
就会加载这个文件。这个字段的默认值是模块根目录下面的index.js
。
4.10.7、config 字段
config
字段用于添加命令行的环境变量。
下面是一个package.json
文件。
然后,在server.js
脚本就可以引用config
字段的值。
用户执行npm run start
命令时,这个脚本就可以得到值。
用户可以改变这个值。
4.10.8、browser字段
browser指定该模板供浏览器使用的版本。Browserify这样的浏览器打包工具,通过它就知道该打包那个文件。
4.10.9、engines 字段
engines
字段指明了该模块运行的平台,比如 Node 的某个版本或者浏览器。
该字段也可以指定适用的npm
版本。
4.10.10、man字段
man用来指定当前模块的man文档的位置。
4.10.11、preferGlobal字段
preferGlobal的值是布尔值,表示当用户不将该模块安装为全局模块时(即不用–global参数),要不要显示警告,表示该模块的本意就是安装为全局模块。
4.10. 12、style字段
style指定供浏览器使用时,样式文件所在的位置。样式文件打包工具parcelify,通过它知道样式文件的打包位置。
4.11、gnvm-node.js多版本管理器
在多个项目同时开发时,由于项目时间不同,我们会遇到不同项目所支持的node.js版本不一致的情况,导致运行项目时产生冲突。那么怎样可以使我们的node.js版本灵活支持我们所运行的项目呢?使用gnvm,Windows 下的 Node.js 多版本管理器,类似 nvm、nvmw、nodist。
(1)、特点:
下载即用,无需配置。
彩色日志输出。
支持多线程下载。
内置 TAOBAO,方便切换,也支持自定义 。
支持 NPM 下载/安装/配置。
(2)、安装gnvm
1、用管理员权限启动cmd;
并确保node是空闲的(将使用中的node关闭)
(3)、安装gnvm:
gnvm下载地址:
将gnvm.exe 文件放在Node.js 所在的文件夹,
文件夹路默认安装路径为:C:\Program Files\nodejs,如果不知道node的安装路径
可查看node安装的位置:where node
验证gnvm是否可用:
使用指令 gnvm version
这时候就可以使用gnvm指令管理nodejs版本了
(4)、gnvm相关指令
五、示例下载
git:https://coding.net/u/zhangguo5/p/NodeJS001/git
git:https://coding.net/u/zhangguo5/p/NodeJSExpress/git
六、作业
6.1、请安装好node.js环境,测试版本,在控制台写一个方法用于计算1-100间的所有能被3整除的数,并调用。
6.2、重现上课的每一个示例内容,可以对照视频进行。
6.3、使用node.js完成一个web服务器,输出Hello Node.js!到客户端浏览器,要求内网穿透,手机端与其它同学的电脑可以访问。
6.4、使用md5,sha256循环10次加密你姓名的拼音,尝试破解。
6.5、使用lodash找出任意5个方法,调用方法,不能与官网的示例一样。
6.6、使用gnvm切换不同的node.js版本。
七、视频
https://www.bilibili.com/video/av17977069/