一、NodeJS簡介
NodeJS是開發服務器后台的東西，和PHP、JavaEE、python類似，和傳統的瀏覽器的關注DOM的JS完全不同，將JavaScript觸角伸到了服務器端。內核是Chrome瀏覽器的V8引擎，解析JavaScript的效率是非常快的。
創始人。
在不升級服務器配置的情況下，如何用軟件手段來提升服務器性能：Ryan Dahl大致的感覺到了解決問題的關鍵是要通過事件驅動和異步I/O來達成目的。
傳統的服務器模型：當我們做I/O操作的時候（I表示讀，O表示寫），CPU被磁盤操作阻塞了，此時我們稱這叫做“同步I/O（synchronous I/O），阻塞I/O（blocking I/O）”。
CPU會經常對磁盤驅動發出I/O命令
此時磁盤特別忙，CPU就歇着了。造成了資源浪費。上圖這種模式叫做“同步I/O”。
同步（synchronous）：當系統遇見了一個需要耗費大量時間的事情的時候，選擇死等。
異步（Asynchronous）：當系統遇見了一個需要耗費大量時間的事情的時候，不死等，先做后面的事情，耗時事情做完之后，執行回調函數。
用PHP做一個例子：下面程序中紅色部分是I/O操作，此時CPU被阻塞，此時為什么不限做藍色計算部分？等紅色部分做完了用“回調函數”來顯示文件內容多好。
<?php //讀取文件 $myfile = fopen("txt.txt", "r"); //打印文件內存 echo fread($myfile, filesize("txt.txt")); for($i = 2; $i < 100; $i++){ $count = 0; for($j = 1; $j <= $i; $j++){ if($i % $j == 0){ $count++; } } if($count == 2){ echo $i."<br/>"; } } fclose($myfile); ?>
V8引擎來了。V8滿足他關於高性能Web服務器的想象：
● 沒有歷史包袱，沒有同步I/O。不會出現一個同步I/O導致事件循環性能急劇降低的情況。
● V8性能足夠好，遠遠比Python、Ruby等其他腳本語言的引擎快。
● JavaScript語言的閉包特性非常方便，比C中的回調函數好用。
創始人Ryan Dahl想到了用V8引擎內核，用JS當做語言去開發服務端程序。
下面是Nodejs的畫風，Nodejs不是語言，語言是JavaScript，Nodejs是一個平台，讓我們的JS可以運行在服務端的平台。
var fs = require("fs"); fs.readFile("./txt.txt" ,function(err, data){ console.log(data.toString()); }) for(var i = 2; i < 100; i++){ count = 0; for(var j = 1; j <= i;j++){ if(i % j == 0){ count++; } } if(count == 2){ console.log(i) } }
紅色的I/O操作沒有將藍色計算操作阻塞，稱為“Non-Blocking I/O”非阻塞I/O。紫色語句是回調函數。
NodeJS是一個JS運行環境，它構建在chrome的V8引擎上。使用了事件驅動、非阻塞I/O模型，使它輕量並且方便。NodeJS有一個全球最大的包生態系統npm。
Node.js使JavaScript的觸角伸到了服務器開發中，在Node的世界中，我們關心的不再是用JS操作網頁上的DOM、制作交互動畫、表單驗證……而是服務器端的事情：HTTP請求的處理、GET請求和POST請求、數據庫增刪改查、cookie和session等等。
Node.js的特點：單線程、非阻塞異步I/O、事件驅動。
Nodejs是JS的運行環境，它構建在Chrome的V8引擎上。
Nodejs是一個小極客，追求極致的服務器性能，劍走偏鋒的產物。
與其很多服務員閑着，還不如一個服務員100%的工作。
二、NodeJS的安裝
NodeJS和Java虛擬機一樣，是跨平台的，也就是說只要寫一份代碼，可以運行在任何平台上。
去NodeJS官網下載：
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安裝的歡迎界面 |
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同意協議 |
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安裝路徑全程不能有中文。 事實上很多軟件公司已經去中文化，文檔都是英語的文件名，文件夾都是英語的。 |
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這個界面不需要改變任何的配置，但是要知道：這里安裝了4個東西。
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點擊下一步就開始安裝了 |
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系統的防火牆，選擇是 |
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nodejs已經被成功的安裝。 |
安裝完畢之后，按windows鍵加R鍵（run），輸入cmd（表示commond命令）按回車：
這是系統的密令提示符，可以輸入類似DOS的命令。但是現在要輸入
node -v
追求以下真理，安裝過程，到底發生了什么？發現了一個Nodejs程序：
我們發現系統的環境變量中，已經添加了這個路徑：
系統的環境變量可以保證我們的node在任意CMD盤符下可以被運行。
nodejs在windows中是一個exe程序。
三、運行Nodejs程序
在c盤創建一個nodejs_study文件，然后寫01.js文件
將文件拖拽到瀏覽器中不能執行的。
因為js的執行需要宿主環境（runtime），目前我們只知道一個環境：瀏覽器+HTML環境。
想要運行01.js程序：
<html> <head> <meta charset="UTF-8" /> <title>Document</title> </head> <body> </body> <script type="text/javascript" src="01.js"></script> </html>
瀏覽器會渲染html就能執行js。
NodeJS是一個全新的JS宿主環境runtime。也就是說可以用node運行js程序，而不需要html和瀏覽器。
打開CMD，首先注意光標所在盤符位置：
01.js文件不在C:\Users\admin>中，而是在C:\nodejs_study，所以要用cd命令來切換光標所在盤符位置：
當用cd切換到01.js所在目錄時，此時可以用node命令執行js文件：
也就是說，運行js文件的時候：
① 要保證光標所在位置正確
② 運行誰，就node誰。
為了快速打開正確光標所在位置，此時有奇淫技巧：
要求大家，在運行node程序的時候，必須進入准確的盤符，不能使用絕對路徑：
最快的運行node程序的方法就是使用visual studio code，或者webstrom。直接按F5，IDE（編程工具）內置的控制台會輸出結果。
CMD的命令：
cls
清屏。
cd ..
回退到上一級文件夾
cd 文件夾名字
進入這個文件夾
dir
列出當前目錄中所有的文件
↑上箭頭
重復上一條指令。
四、NodeJS內置模塊
4.1 fs模塊
NodeJS沒有自己的語法，JS能寫什么，node就能運行什么
但是要注意，僅限於JS語言核心部分。DOM、BOM不能用，node沒有瀏覽器的那些東西。
document.getElementById("box"); window alert()
但是可以用定時器
setInterval(function(){ console.log(Math.random()); },100)
按ctrl+c可以打斷Nodejs程序的執行。
Nodejs中提供了很多內置模塊，幫助我們開發，可以提供瀏覽器所不具備的功能，模塊是內置的，不需要額外安裝。從fs內置模塊學起，fs是file system文件系統的意思，提供了對文件的所有操作
// require表示得到，引入fs內置模塊，file system文件系統模塊 var fs = require("fs"); //fs模塊有個方法叫readFile，可以異步讀文件內容 //這個函數是異步函數，也就是說讀取文件不會阻塞CPU執行，所以讀取到的內容通過回調函數返回 //err參數：錯誤信息，沒有錯誤將返回null //data參數：返回文件的內容 fs.readFile("./test1.txt",function(err,data){ if(err){ console.log("文件讀取錯誤！"); return; } //讀取的是信息流，是Buffer是緩沖的二進制，用toString()轉為字符串 console.log(data.toString()); });
利用fs.readFile()這個API來讀取文件，並且是異步讀取文件，這里注意兩個事情：
1） 第一個參數是路徑，必須以"./"開頭，表示從相對於當前的cmd盤符位置去讀取文件。
2） 第二個參數是回調函數，注意回調函數中提供了兩個參數，分別是err和data。注意，nodejs中的所有回調函數的第一個參數都是err對象，表示錯誤。如果沒有錯誤，這個對象是null。
要會看API：https://nodejs.org/dist/latest-v6.x/docs/api/
var fs = require("fs"); fs.readFile("./test1.txt",function(err,data){ console.log(data.toString()); }); fs.readFile("./test2.txt",function(err,data){ console.log(data.toString()); }); fs.readFile("./test3.txt",function(err,data){ console.log(data.toString()); });
在Nodejs中要適應回調套回調函數的寫法：
var fs = require("fs"); fs.readFile("./test1.txt",function(err,data){ console.log(data.toString()); fs.readFile("./test2.txt",function(err,data){ console.log(data.toString()); fs.readFile("./test3.txt",function(err,data){ console.log(data.toString()); }); }); });
4.2 http模塊
用http模塊，Nodejs可以開發服務器。創建服務器的API要自己背誦記憶一下，不過，后面講解Express，極大簡化服務器的創建：
var http = require('http'); //讀取內置http模塊，這個模塊提供了http服務 //創建一個服務器，是異步函數，事實上node中基本所有函數都是異步的 var server = http.createServer(function(req,res){ //req表示request用戶的請求 //res表示response服務器的響應 //設置響應報文頭，讓類型變為html並且是utf8編碼 res.setHeader("Content-type", "text/html;charset=UTF8"); //頁面上輸出內容，輸出內容用write，end表示結束！ res.end("<h1>你好，我是nodejs開發的服務器！</h1>"); }); //監聽3000端口，默認是80端口，但80被Apache占用了，所以改用3000 server.listen(3000,function(err){ if(err){ console.log("服務器開啟失敗！"); return; } console.log("服務器開啟成功，在3000端口，快打開瀏覽器看看吧！"); });
此時CMD會被掛起，按ctrl+c打斷（打斷之后，服務器也打不開了）
我們來驗證程序確實在服務器上運行的：
var http = require('http'); var server = http.createServer(function(req,res){ res.setHeader("Content-type", "text/html;charset=UTF8"); res.end("<h1>你好，我是nodejs開發的服務器！已經誕生了"+ (3 + 3) +"年了</h1>"); }); server.listen(3000);
在瀏覽器中，看不到后端node的源代碼：
原因是Nodejs執行在服務器端，語句在服務器被執行、編譯，此時發給瀏覽器的就是執行之后、編譯后的純文本了，不含有計算的。
兩個問題：
1、我用Nodejs搭建的服務器，訪問者也必須安裝nodejs嗎。
不需要的，因為nodejs是服務器程序，生成的內容僅需要瀏覽器就能訪問
2、我們用高級ES6語法書寫Nodejs程序，必須用高級瀏覽器訪問嗎。
不需要的，因為Nodejs程序不在瀏覽器執行。
req表示request用戶的請求，訪問者的所有必要信息在req中存儲，比如
req.url
表示訪問路徑
req.connection.remoteAddress
表示訪問者的ip地址
res表示response服務器的響應，服務器應該給與的反饋。 res.setHeader("Content-type", "text/html;charset=UTF8");
設置HTTP下行報文體
l res.end() 、res.write()負責寫下行報文體（就是網頁）。
res.end()結束響應，告訴客戶端所有消息已經發送完畢，當所有要返回的內容發送完畢時，該函數必須被調用一次，如果不調用該函數，客戶端將永遠處於等待狀態。
var http = require('http'); var server = http.createServer((req,res)=>{ res.setHeader("Content-type", "text/html;charset=UTF8"); //頁面顯示的內容 res.write("<h1>hello world！</h1>"); res.write("<ul>"); res.write("<li>Nodejs</li>"); res.write("<li>npm</li>"); res.write("<li>Express</li>"); res.write("<li>Mongodb</li>"); res.write("</ul>"); res.end(); //必須結束，否則本次操作不結束，瀏覽器顯示為載入中 }); server.listen(3000);
五、NodeJS特點
5.1單線程
寫一段程序，證明NodeJS是單線程的：
var http = require("http"); //在服務器外面定義一個變量a var a = 0; var server = http.createServer(function(req,res){ a++; res.end(a.toString()); }); server.listen(3000)
我們發現不是每個訪問者來了都有新的a值，而是全班共用一個a，每個人訪問的時候看到的都是已經被刷過的a值。
var http = require("http"); var server = http.createServer(function(req,res){ var a = ~~(Math.random() * 1000); if(a == 38){ throw new Error("有人踩地雷了，此人IP：" + req.connection.remoteAddress); } res.end("<h1>"+ a +"</h1>"); }); server.listen(3000)
在Java、PHP或者.net等服務器端語言中，會為每一個客戶端連接創建一個新的進程。而每個進程需要耗費大約2MB內存。也就是說，理論上一個8GB內存的服務器可以同時連接的最大用戶數為4000個左右。要讓Web應用程序支持更多的用戶，就需要增加服務器的數量，而Web應用程序的硬件成本當然就上升了。
打個比喻，PHP假如是一個餐館，那么就是一個這樣的餐館：來一個用戶，它就給你新招聘一個服務員，專門伺候你。你點菜的時候，這個服務員幫你點菜，你開始吃了，你這個服務員就閑置。這就造成了大量的浪費，憑什么閑置服務員，為什么不去服務別人？
Node.js不為每個客戶連接創建一個新的線程，而僅僅使用一個線程。當有用戶連接了，就觸發一個內部事件，通過非阻塞I/O、事件驅動機制，讓Node.js程序宏觀上也是並行的。使用Node.js，一個8GB內存的服務器，可以同時處理超過4萬用戶的連接。
打個比喻，Node.js假如是一個餐館，那么就是一個這樣的餐館：總共就一個服務員，A用戶來了，幫A用戶點菜，B用戶來了，B用戶稍微被阻塞一下，A點完菜之后，廚師開始做，服務B，B開始點菜，點菜的時候A的菜做好了，給B點完菜之后再去給A端菜，A開始吃，此時C來了，說了句歡迎光臨之后，“您看看菜單先”，就去給B端菜去了，B開始吃上了，此時C開始點菜……。
微觀上，A、B、C不是並行的，但是宏觀上他們是並行的！
另外，單線程的帶來的好處，還有操作系統完全不再有線程創建、銷毀的時間開銷。
5.2異步I/O特性
再來一個案例，用戶訪問頁面的時候，服務器要讀取兩個文件，此時用console查看唯一的服務員如何工作：
var server = http.createServer((req,res) => { //用戶訪問的時候執行的語句。 console.log(req.connection.remoteAddress + "進門了！我招呼他去！"); res.setHeader("Content-Type","text/html;charset=UTF8"); console.log(req.connection.remoteAddress + "用戶開始讀1號文件"); fs.readFile("./test1.txt",(err,data1) => { console.log(req.connection.remoteAddress + "用戶讀完畢1號文件，開始讀2號文件"); fs.readFile("./test2.txt",(err,data2) => { console.log(req.connection.remoteAddress+"用戶讀完2號文件，開始發送response"); res.write("<h1>" + data1.toString() +"</h1>"); res.write("<h1>" + data2.toString() +"</h1>"); res.end(""); }); }); });
你I/O的時候CPU並沒有被阻塞，去伺候別人，當別人也I/O了此時執行你的回調函數。
綜上所述，nodejs是一個服務員在伺候所有人，所以擅長I/O越多的業務。I/O越多，效率越高，nodejs不會錯亂，采用就是事件環機制，也叫事件驅動機制，nodejs不擅長計算多的業務，因為給一個用戶計算去了，此時唯一的線程就被阻塞了，其他用戶進來就等待。
比如下面的程序，紅色的部分是計算水仙花數，計算很復雜，但是是同步的，所以小服務員就被阻塞了：
var server = http.createServer((req,res) => { //用戶訪問的時候執行的語句。 console.log(req.connection.remoteAddress + "進門了！我招呼他去！"); console.log(req.connection.remoteAddress + "開始計算水仙花數了！"); for(var i = 100 ; i <= 999 ; i++){ // 給三位數拆分成三個單獨的數 var ge = i % 10; var shi = parseInt(i / 10) % 10; var bai = parseInt(i / 100); // 計算三次方的和 var sum = Math.pow(ge,3) + Math.pow(shi,3) + Math.pow(bai,3); // 判斷輸出 if(sum == i){ console.log(req.connection.remoteAddress + "計算出了水仙花數" + i); } } res.setHeader("Content-Type","text/html;charset=UTF8"); console.log(req.connection.remoteAddress + "開始讀取文件"); fs.readFile("./test1.txt",(err,data1) => { console.log(req.connection.remoteAddress + "讀取文件完畢，開始輸出響應流"); res.write("<h1>" + data1.toString() +"</h1>"); res.end(""); }); });
5.3事件驅動
事件驅動是nodejs的底層機制，我們只需了解nodejs不會“上錯菜”，原因就是事件驅動，有一個事件環。
在Node中，客戶端請求建立連接，提交數據等行為，會觸發相應的事件。在Node中，在一個時刻，只能執行一個事件回調函數，但是在執行一個事件回調函數的中途，可以轉而處理其他事件（比如，又有新用戶連接了），然后返回繼續執行原事件的回調函數，這種處理機制，稱為“事件環”機制。
Node.js底層是C++（V8也是C++寫的）。底層代碼中，近半數都用於事件隊列、回調函數隊列的構建。用事件驅動來完成服務器的任務調度，這是鬼才才能想到的。
2013年開始，Nodejs突然間火爆，因為Nodejs的工作流工具火了！
我們現在學習nodejs的意義，已經從學習HTTP服務器的構建，變為學習它的工作流工具。
公司的服務器都是PHP、JSP、Python、.net制作的，nodejs做http服務是很少的。但是，每一個前端必須會Nodejs，因為之后用的所有的東西webpack、babel、gulp、grunt等等都是基於nodejs的。