深入淺出NodeJS——數據通信，NET模塊運行機制

互聯網的運作，最根本的驅動就是信息的交互，NodeJS 在數據交互這一塊做的很帶感，異步編程讓人很愜意，關於 NodeJS 的數據通信，最基礎的兩個模塊是 NET 和 HTTP，前者是基於 TCP 的封裝，后者本質還是 TCP 層，只不過做了比較多的數據封裝，我們視之為更高層。

本文先述說 NodeJS 的 NET 模塊工作機制，下次再談一談 HTTP 模塊。

本文地址：http://www.cnblogs.com/hustskyking/p/nodejs-net-module.html，轉載請注明源地址。

一、服務器和客戶端之間的交互

NodeJS 底層支撐是 v8，v8 是用 C++ 編寫的一個編譯和運行 JavaScript 代碼的庫，說到 TCP/UDP，寫 C/C++ 的童鞋肯定不會感到陌生，在建立 socket 連接的時候，基本都會涉及到相關的知識。

這里先解釋下服務器端和客戶端之間的一些共性和差異。關於數據交互，我們可以想象成，Server 與 Client 之間建立了一個管道（pipe），這個管道有兩個分支，一個是用於發送 S 到 C 的數據，一個是用於發送 C 到 S 的數據。那么這個管道是如何建立的呢？

首先，Server 監聽本地的某個端口（所謂端口，可以理解成對外交流的攤鋪），Client 很明確自己要跟誰去交流，他去訪問 Server 的那個攤鋪，於是兩者之間就可以溝通了。所以 Server 跟 Client 之間的差異是十分明顯的，Server 會監聽端口，而 Client 去訪問端口。

Unix/Linux 系統跟 windows 有些不同，他可以去監聽端口，也可以去監聽文件，也就是說他可以把端口和文件都當做對外交流的攤鋪。那么 Client 可以通過訪問一個文件與 Server 建立起 pipe。

二、Node 如何開啟一個 TCP 服務器

在電腦上安裝好了 Node 之后，我們就可以引用 Node 提供的模塊，Node 內置了很多模塊，如文件處理（FireSystem）、控制台（Console）、數據流（Stream）等等，這些我會在以后的文章中提到。建立 TCP 連接需要用到的是 Node 的 NET 模塊。使用一個模塊十分簡單：

var net = require('net');

net 是一個系統模塊，也就是安裝 Node 之后自帶的模塊，沒必要對他感到畏懼，其實他的內部也是十分簡單的：

var Net = function(){};

Net.methodA = function (){};
Net.methodB = function (){};

module.exports = Net;

我們可以簡單理解 net 模塊的內部實現，他就是一個 Net 類，上面綁定了很多的 methods，require 之后，相當於返回一個 Net 類，此時我們就可以盡情使用 Net 中定義的所有方法和屬性了。

Node 中開啟一個 TCP 服務器：

// server.js
var net = require('net');
var server = net.createServer(function(socket) { //'connection' listener
    console.log('server connected');
    socket.on('end', function() {
        console.log('server disconnected');
    });
    socket.on('data', function(){
        socket.end('hello\r\n');
    });
});
server.listen(8124, function() { //'listening' listener
    console.log('server bound');
});

上面這段代碼應該很好理解，首先 net.createServer 創建一個 TCP 服務，這個服務綁定（server.listen）在 8124 這個端口上，創建 Server 后我們看到有一個回調函數，這個回調函數的實現方式是怎么樣的呢？

net.createServer = function(callback){
    // 每次客戶端連接都會新建一個 socket
    var socket = new Socket();
    callback && callback(socket);
};

在調用上面函數的時候傳入一個參數，這個參數也是函數，並且接受了 socket ，這個由其他方法構造的一個管道（pipe），他的作用就是用來數據交互的。第一節中我們說到了，pipe 是需要 Client 跟 Server 打招呼才能建立的，如果此刻沒有客戶端訪問 Server，這個 socket 就不會存在了。

三、寫一個客戶端程序與服務器交互

既然 Socket ，也就是管道（pipe）還沒有存在，那肯定是不會存在通訊的，下面來寫一個客戶端程序：

// client.js
var net = require("net");
var client = net.connect({port: 8124}, function(){
    console.log('client connected');
    client.write('world!\r\n');
});
client.on('data', function(data) {
    console.log(data.toString());
    client.end();
});
client.on('end', function() {
    console.log('client disconnected');
});

net.connect 顧名思義，就是連接到服務端，第一個參數是對象，設置端口（port）為 8124，也就是我們服務器監聽的端口，由於沒有設置 host 參數，那默認就是 localhost （本地）。在 Server 中，socket 是管道的一端，而在 client 中，client 本身就是管道的一端，如果是多個客戶端連接 Server，Server 會新建多個 socket，每個 socket 對應一個 client。

數據的通信就十分簡單了，首先運行服務器程序：

node server.js

此時便會有一個服務器監聽 8124 端口，然后打開一個客戶端程序：

node client.js

那么兩者之間的信息交互就開始了。具體他們是怎么交流的呢？

四、基於事件的哲學

首先我們要說一說 NodeJS 的 EventEmitter 模塊。這個模塊就是一個事件中心，之前寫過相關的內容，可以看看簡介版的 EventEmitter，戳我。EventEmitter 也就是如此，可以 on 添加事件到事件池，也可以 trigger 觸發事件，當然可以從事件池中刪除事件 off。

NET 模塊是繼承 EventEmitter 的，所以他創建的很多對象可以：

client.on('data', function(data) {
    console.log(data.toString());
    client.end();
});

如上綁定很多自定義的事件，等到交互中需要信息交流的時候再觸發。就拿上面這句代碼來說，client 綁定了一個 data 事件，這個事件會在 Server 有信息傳過來的時候觸發，他所做的工作，先打印傳過來的數據，然后 end() 關閉這個管道（pipe）。

JavaScript 是基於事件的一門語言，幾乎所有的動作都是由事件驅動的，這個在異步編程中顯得十分突出。

五、相關 API 的枚舉

Server 除了有 listen 函數外，還有很多的接口：

• Server.close([callback])，停止監聽，那么之前的所有管道也就沒有用了。

• Server.maxConnections，Server 的最大連接數，這個連接數是有上限的（跟系統有關），我們也可以自己設定連接數的最大上限（不超過系統最大連接數）。

• Server.address()，在 listen 之后可以通過這個函數拿到服務器的相關信息。

  // grab a random port. 
  server.listen(function() { 
      address = server.address(); 
      console.log("opened server on %j", address); 
  });

還有 write、end、destroy、pause、resume 等等很多豐富的接口，可以在這里查看詳情http://nodejs.org/api/net.html。

六、小結

本來打算寫一個聊天室，但是這種簡單的代碼網絡上俯拾皆是，本文目的是說清楚 TCP 連接在服務器和客戶端之間的交互過程，深入的話題留到下次談。

七、參考資料

• http://nodejs.org/api/net.html