零、什么是Node.js？
引用Node.js官方網站的解釋如下：
Node.js® is a JavaScript runtime built on Chrome's V8 JavaScript engine. Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient.
翻譯成中文就是：
Node.js 是一個基於 Chrome V8 引擎的 JavaScript 運行環境。
Node.js 使用了一個事件驅動、非阻塞式 I/O 的模型，使其輕量又高效。
1、 運行環境(Runtime)
如果做一個類比，Node.js與JavaScript關系，就像JDK(Java Development Kit)與Java的關系。
總的來說，Node.js不是一門語言，而是用來進行Web開發的Runtime。
2、事件驅動(Event-driven)
在前端web開發中比較常見的事件驅動例子是，給一個按鈕綁定一個事件處理程序，這個事件處理程序就是事件驅動的，JavaScript進程並不知道什么時候調用它，點擊按鈕，觸發Click事件，此時主程序得到相應的通知，就知道調用綁定的的事件處理程序了。
因為Node.js是JavaScript的Runtime，所以天然就可以使用這種模式通知主進程的I/O 完成。
3、非阻塞式 I/O(Non-blocking I/O)
阻塞：I/O 時進程休眠等待 I/O 完成后進行下一步
非阻塞：I/O 時函數立即返回，進程不等待I/O 完成
一、Node.js 究竟好在哪里？
1、為什么偏愛Node.js
① 前端需求變得重要、職責范圍變大，統一開發體驗
② 在處理高並發、I/O 密集型場景性能優勢明顯
Node.js 使用了事件驅動和非阻塞的 I/O 模型，使 Node 輕量高效，非常適合 I/O 密集的 Web 場景。
CPU密集型 VS I/O密集型
CPU密集型：計算等邏輯判斷的操作，如：壓縮、解壓、加密和解密等。
I/O 密集型：存取設備，網絡設施的讀取操作，如：文件的存取，http等網絡操作，數據庫操作等。
2、Web常見場景
① 靜態資源讀取
html，css，js等文件的讀取
② 數據庫操作
把數據存取到物理設磁盤或內存中
③ 渲染頁面
讀取模板文件，根據數據生成html
3、高並發應對之道
高並發，簡而言之就是單位時間內訪問量特別大。
對應生活中的場景，一家菜館做菜招待顧客，老板剛開始就雇了一個廚師，做菜好吃不貴，顧客很多，顧客排好一條隊，然后顧客選好菜，廚師拿到菜單開始做菜，做好菜，給顧客端上來，再招待下個顧客。
客人增多，一個廚師忙不過來了，老板於是又招了2個廚師，這樣顧客可以排3條隊，快了很多。
隨着菜館名氣增大，顧客越來越多，老板本想再用之前的方法多招幾個廚師，但是老板想，多招廚師好像不太划算，有些廚師做飯快，有些做飯慢，經過調查，老板發現做飯快2倍的廚師只需要花費原來廚師工資的1.5倍，於是精明的老板炒掉了原來的3個廚師，招來了比原來廚師做飯速度快2倍的另外3個廚師，菜館比之前運轉的更好了。
回到Web開發場景，廚師就是物理服務器，應對高並發的方法如下：① 增加機器數
機器多了，流量還是一樣的大，通過Nginx負載均衡分到不同的機器上處理
② 增加每台機器的CPU數——多核
單位機器，核數增多，運算能力增強了
4、進程與線程
進程在百度百科中的解釋如下：
進程（Process）是計算機中的程序關於某數據集合上的一次運行活動，是系統進行資源分配和調度的基本單位。
換成正常的人話就是：電腦桌面的程序，如QQ音樂，當我們雙擊圖標時，實際上是把這個程序加載到內存中執行，我們稱這個執行中的程序就是進程，操作系統都是用進程作為基本單位進行分配和調度的。
多進程：啟動多個進程，多個進程可以一塊執行多個任務。
線程，進程內一個相對獨立的、可調度的執行單元，與同屬一個進程的線程共享進程的資源。
多線程，啟動一個進程，在一個進程內啟動多個線程，這樣，多個線程也可以一塊執行多個任務。
5、Node.js工作模型
傳統的server處理請求(如多線程高並發模式的Apache)對應生活中的場景，如下：
一個老板開了一家飯店，不同於之前那個菜館，這家的每個廚師配備了一個服務員，專門負責點菜，然后把菜單給廚師，廚師負責做菜，做完后給服務員，服務員端給客人，然后再接待顧客隊伍中的下一個。
如果這個飯店是Web的話，點菜這個動作很快，相當於CPU的運算，如訪問一個靜態資源，CPU運算后知道是哪個文件了，去相應盤讀取，類似於廚師做飯，是一個相對較慢的阻塞I/O操作，當顧客很多時候就相當於高並發了。忙不過來的時候，可以選擇增加廚師數量和服務員數量，即並發多進程處理多個請求的概念。
但是這個飯店老板慢慢發現，增加服務員和廚師的同時，飯店的空間是有限的，慢慢的變得擁擠(阻塞)，而且更為頭疼的是另一個問題：服務員太悠閑了，2分鍾就把點菜的事干完了，廚師做菜10分鍾，那他就有8分鍾在那干等着，沒事干，因為廚師沒把菜做完給他，他也不能接待下一個顧客。
同樣類似於Apache開發web時候，CPU分配的最大進程數是有限的，並不能沒完沒了的分配進程的，並發到一定數目的時候，必須得排隊(阻塞)了，更大的問題是，CPU處理的速度遠遠快於I/O，在Web場景中，CPU運用場景很少，大頭都在I/O上，CPU大部分進程情況下都是在等待，等待I/O，CPU的資源被浪費掉了，相當於飯店的服務員一直干等着沒事干。
Node.js很好的解決了上面的問題👆👆👆，來看下Node.js對應的生活中的場景,如下：
另一個老板也開了一家飯店，這家飯店只雇佣了一個服務員，這個服務員接待所有的顧客，顧客來了依次點菜，點完菜拿個號找地方坐着去了，然后服務員把菜單交給廚師們，然后再去給下一波客人點菜下單，等后廚什么時候說，服務員幾號的菜好了，然后服務員端好菜給制定號碼的顧客，無論哪個顧客來了立刻相應，廚師一直做菜，服務員一直接單，顧客的體驗也比上一家要好，不用等到上一個顧客拿到菜才開始點單等待。對應Web體驗就是：一直在那轉圈等待，要比直接顯示連不上要好。
同樣在Node.js中，用戶(顧客)發來請求，有一個主進程(服務員)，對應有一個事件輪詢(Event Loop)，來處理用戶的各種請求過來的進程(菜單)，如qq音樂(小蔥拌豆腐)，Photoshop(魚香肉絲)等，然后給Worker threads即多線程(廚師)的去處理，處理完后完成回調（上菜），CPU的利用率達到最大。在Node.js中，一個CPU上只開一個進程，一個進程里只有一個線程。
6、Node.js單線程
Node.js單線程指的是，一個CPU上只開一個進程，一個進程里只有一個線程。但這個單線程只是針對主進程，I/O 等其它各種異步操作都是操作系統底層在多線程調度的 。Node.js就是主進程發起一個請求，請求交給I/O 之后，是由操作系統底層多進程多線程進行調度，然后達到最佳性能。
Node.js是單線程的，但是不要理解為它做所有事都是單線程的，有一部分不是自己做的，而是交給操作系統做的，它只負責單進程的在那聽，操作系統好了，就告訴它單進程的做另外的事情，操作系統怎么處理I/O，它不管。
單線程並不就是單進程，Node.js有個多核處理模塊叫cluster，專門用來處理多CPU，CPU如果有8個核，用了cluster之后，Node.js就啟了8個進程，不會浪費CPU的能力。
7、Node.js能干嘛
- Web Server
- 本地代碼編譯構建（grunt、babel等工具都是基於Node.js開發的）
- 實用工具的開發（爬蟲等）
三、Node.js的基礎API
1、path(路徑)
path 模塊提供了一些工具函數，用於處理文件與目錄的路徑。可以通過以下方式使用：
const path = require('path');
path常用方法：
① path.normalize(path)
會規范化給定的 path，並解析 '..' 和 '.' 片段,如：
const { normalize } = require('path'); console.log(normalize.('/usr///local/bin')); // /usr/local/bin console.log(normalize.('/usr//local/../bin')); // /usr/bin /*或者這樣寫： const path = require('path'); console.log(path.normalize.('/usr///local/bin')); */ ② path.join([...paths])
使用平台特定的分隔符把全部給定的 path 片段連接到一起，並規范化生成的路徑,也能解析 '..' 和 '.' ，如：
const { join } = require('path'); console.log(join.('/usr', 'local', 'bin/')); // /usr/local/bin console.log(join.('/usr', '../local', 'bin/')); // /usr/bin ③ path.resolve([...paths])
會把一個路徑或路徑片段的序列解析為一個絕對路徑，如：
const { resolve } = require('path'); console.log(resolve.('./')); // /Users/peng/Desktop 返回當前路徑的絕對路徑 ④ path.basename(path[, ext])
返回文件名
path.dirname(path) 返回所在文件夾名
path.extname(path) 返回擴展名
const { basename, dirname, extname } = require('path'); const filePath = '/usr/local/bin/test.html'; console.log(basename.(filePath)); // test.html console.log(dirname.(filePath)); // /usr/local/bin console.log(extname.(filePath)); // .html ⑤ path.parse(path)
返回一個對象，對象的屬性表示 path 的元素
path.format() 會從一個對象返回一個路徑字符串。 與 path.parse()方法相反
const { parse, format } = require('path'); const filePath = '/usr/local/bin/test.html'; const ret = parse(filePath); console.log(ret); /* { root: '/', dir: '/usr/local/bin', base: 'test.html', ext: '.html', name: 'test' } */ console.log(format(ret)); // /usr/local/bin/test.html 另外：
__dirname、__filename總是返回文件的絕對路徑
process.cwd()總是返回執行node命令所在的文件夾
2、Buffer (緩沖)
Buffer 類被引入作為 Node.js API 的一部分，使其可以在 TCP 流或文件系統操作等場景中處理二進制數據流。
Buffer 類的實例類似於整數數組，但 Buffer 的大小是固定的、且在 V8 堆外分配物理內存。 Buffer 的大小在被創建時確定，且無法調整。
Buffer 類在 Node.js 中是一個全局變量(global)，因此無需使用require('buffer').Buffer。
常用方法：
① Buffer.byteLength()
返回一個字符串的實際字節長度。 這與 String.prototype.length不同，因為那返回字符串的字符數。
console.log(Buffer.byteLength('test')); // 4 console.log(Buffer.byteLength('中國')); // 6 ② Buffer.from(array)
通過一個八位字節的 array 創建一個新的 Buffer ，如果 array 不是一個數組，則拋出 TypeError 錯誤。
console.log(Buffer.from([1, 2, 3])); // <Buffer 01 02 03> ③ Buffer.isBuffer(obj)
如果 obj 是一個 Buffer 則返回 true ，否則返回 false
console.log(Buffer.isBuffer({ 'a': 1 })); // false console.log(Buffer.isBuffer(Buffer.from([1, 2, 3]))); // true ④ Buffer.concat(list)
如果 obj 是一個 Buffer 則返回 true ，否則返回 false
const buf1 = Buffer.from('hello '); const buf2 = Buffer.from('world'); const buf = Buffer.concat([buf1, buf2]); console.log(buf.toString()); // hello world 常用屬性：
① buf.length 長度
buf.toString() 轉為字符串
buf.fill() 填充
buf.equals() 判斷是否相等
buf.indexOf() 是否包含，如果包含返回位置值，不包含返回-1
const buf = Buffer.from('hello world'); const buf2 = Buffer.from('hello world!'); console.log(buf.length); // 15 console.log(buf.toString()); // hello world console.log(buf.fill(10, 2, 6)); // <Buffer 68 65 0a 0a 0a 0a 77 6f 72 6c 64> 這里從第3個到第6個都被替換成了0a,a就是16進制的數字10 console.log(buf.equals(buf2)); // false console.log(buf.indexOf('h')); // 0 3、events(事件)
大多數 Node.js 核心 API 都采用慣用的異步事件驅動架構，其中某些類型的對象（觸發器）會周期性地觸發命名事件來調用函數對象（監聽器）。
所有能觸發事件的對象都是 EventEmitter 類的實例。 這些對象開放了一個 eventEmitter.on() 函數，允許將一個或多個函數綁定到會被對象觸發的命名事件上。 事件名稱通常是駝峰式的字符串，但也可以使用任何有效的 JavaScript 屬性名。
官網例子：一個綁定了一個監聽器的 EventEmitter 實例。 eventEmitter.on() 方法用於注冊監聽器，eventEmitter.emit() 方法用於觸發事件。
const EventEmitter = require('events'); class CustomEvent extends EventEmitter {} const myEmitter = new CustomEvent(); myEmitter.on('error', err => { console.log(err); }) myEmitter.emit('error', new Error('This is an error!')); 當有一個錯誤的時候，會顯示Error: This is an error!，然后顯示具體錯誤內容。
4、fs(文件系統)
通過 require('fs') 使用該模塊。 所有的方法都有異步和同步的形式。
異步方法的最后一個參數都是一個回調函數。 傳給回調函數的參數取決於具體方法，但回調函數的第一個參數都會保留給異常。 如果操作成功完成，則第一個參數會是 null 或 undefined。
常用方法如下：
① fs.readFile(path[, options], callback)
異步地讀取一個文件的全部內容
const fs = require('fs'); fs.readFile('./test.txt', (err, data) => { if (err) throw err; console.log(data); }); 此時如果test.txt文件內容只有一個字母a，那么打印出來的就是<Buffer 61>
回調有兩個參數 (err, data)，其中 data 是文件的內容。如果未指定字符編碼，則返回原始的 buffer。
指定編碼格式后，就會按照編碼格式打印文件內容：
const fs = require('fs'); fs.readFile('./test.txt', 'utf-8',(err, data) => { if (err) throw err; console.log(data); }); 此時如果test.txt文件內容只有一個字母a，那么打印出來的就是a
② fs.writeFile(file, data[, options], callback)
異步地寫入數據到文件，如果文件已經存在，則替代文件。
const fs = require('fs'); fs.writeFile('message.txt', 'Hello Node.js', (err) => { if (err) throw err; console.log('The file has been saved!'); }); ③ fs.stat(path,callback)
可用來判斷一個文件是否存在
回調有兩個參數 (err, stats)，其中 stats是一個 fs.Stats對象。
const fs = require('fs'); fs.stat('./message.txt', (err, stats)=>{ if (err){ console.log('文件不存在'); return; }; console.log(stats.isFile()); // true 判斷是否是一個文件 console.log(stats.isDirectory()); // false 判斷是否是一個文件夾 }); ④ fs.rename(oldPath, newPath, callback)
用來修改文件名
const fs = require('fs'); fs.rename('./message.txt', 'm.txt', err=>{ if (err) throw err; console.log('修改成功！'); }) ⑤ fs.unlink(path, callback)
刪除文件
const fs = require('fs'); fs.unlink('./m.txt', err=>{ if (err) throw err; console.log('刪除成功！'); }) ⑥ fs.readdir(path[, options], callback)
讀取指定路徑下的所有文件
const fs = require('fs'); fs.readdir('./', (err, files)=>{ if (err) throw err; console.log(files); /* [ '.DS_Store', 'node_modules', 'package.json', 'test.js', 'test.txt' ] */ }) ⑦ fs.mkdir(path[, mode], callback)
在指定路徑里創建一個文件夾
const fs = require('fs'); // 在當前目錄創建一個叫test的文件夾 fs.mkdir('./test', err=>{ if (err) throw err; console.log('文件夾創建成功'); }) ⑧ fs.rmdir(path, callback)
刪除指定路徑下的文件夾
const fs = require('fs'); fs.rmdir('./test', err=>{ if (err) throw err; console.log('文件夾刪除成功'); }) ⑨ fs.watch(filename[, options][, listener])
和gulp里的watch很像，用來監視 filename的變化，filename 可以是一個文件或一個目錄。
監聽器回調有兩個參數 (eventType, filename)。 eventType 可以是 'rename' 或 'change'，filename 是觸發事件的文件的名稱。
const fs = require('fs'); fs.watch('./', { recursive: true // 指明是否全部子目錄應該被監視 }, (eventType, filename) =>{ console.log(eventType, filename); }) 注意，在大多數平台，當一個文件出現或消失在一個目錄里時，'rename' 會被觸發。
⑩ fs.createReadStream(path[, options])
返回一個新建的 ReadStream 對象
const fs = require('fs'); const rs = fs.createReadStream('./test.txt'); rs.pipe(process.stdout); // 在終端輸出test.txt內容
作者：JokerPeng
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