Node.js是什么

官方对Node.js的定义:

  • Node.js是一个基于V8 JavaScript引擎的JavaScript运行时环境。

也就是说Node.js基于V8引擎来执行JavaScript的代码,但是不仅仅只有V8引擎:

  • 前面我们知道V8可以嵌入到任何C ++应用程序中,无论是Chrome还是Node.js,事实上都是嵌入了V8引擎来执行JavaScript代码;
  • 但是在Chrome浏览器中,还需要解析、渲染HTML、CSS等相关渲染引擎,另外还需要提供支持浏览器操作的API、浏览器自己的事件循环等;
  • 另外,在Node.js中我们也需要进行一些额外的操作,比如文件系统读/写、网络IO、加密、压缩解压文件等操作;

浏览器和Node.js架构区别

我们可以简单理解规划出Node.js和浏览器的差异:

Node.js架构

我们来看一个单独的Node.js的架构图:

  • 我们编写的JavaScript代码会经过V8引擎,再通过Node.js的Bindings,将任务放到Libuv的事件循环中;
  • libuv(Unicorn Velociraptor—独角伶盗龙)是使用C语言编写的库;
  • libuv提供了事件循环、文件系统读写、网络IO、线程池等等内容;

Node.js的应用场景

Node.js的快速发展也让企业对Node.js技术越来越重视,在前端招聘中通常会对Node.js有一定的要求,特别对于高级前端开发工程师, Node.js更是必不可少的技能:

  • 应用一:目前前端开发的库都是以node包的形式进行管理;
  • 应用二:npm、yarn、pnpm工具成为前端开发使用最多的工具;
  • 应用三:越来越多的公司使用Node.js作为web服务器开发、中间件、代理服务器;
  • 应用四:大量项目需要借助Node.js完成前后端渲染的同构应用;
  • 应用五:资深前端工程师需要为项目编写脚本工具(前端工程师编写脚本通常会使用JavaScript,而不是Python或者shell);
  • 应用六:很多企业在使用Electron来开发桌面应用程序;

Node的安装

Node.js是在2009年诞生的,目前最新的版本是分别是LTS 16.15.1以及Current 18.4.0:

  • LTS版本:(Long-term support, 长期支持)相对稳定一些,推荐线上环境使用该版本;
  • Current版本:最新的Node版本,包含很多新特性;

这些我们选择什么版本呢?

  • 如果你是学习使用,可以选择current版本;
  • 如果你是公司开发,建议选择LTS版本(面向工作,选择LTS版本);

Node的安装方式有很多:

  • 可以借助于一些操作系统上的软件管理工具,比如Mac上的homebrew,Linux上的yum、dnf等;
  • 也可以直接下载对应的安装包下载安装;

我们选择下载安装,下载自己操作系统的安装包直接安装就可以了:

  • window选择.msi安装包,Mac选择.pkg安装包,Linux会在后续部署中讲解;
  • 安装过程中会配置环境变量(让我们可以在命令行使用);
  • 并且会安装npm(Node Package Manager)工具

Node的版本工具

在实际开发学习中,我们只需要使用一个Node版本来开发或者学习即可。

但是,如果你希望通过可以快速更新或切换多个版本时,可以借助于一些工具:

  • nvm:Node Version Manager;
  • n:Interactively Manage Your Node.js Versions(交互式管理你的Node.js版本)

问题:这两个工具都不支持window

  • n:n is not supported natively on Windows.
  • nvm:nvm does not support Windows

Window的同学怎么办?

  • 针对nvm,在GitHub上有提供对应的window版本:https://github.com/coreybutler/nvm-windows
  • 通过 nvm install latest 安装最新的node版本
  • 通过 nvm list 展示目前安装的所有版本
  • 通过 nvm use 切换版本

版本管理工具:n

安装n:直接使用npm安装即可

安装最新的lts版本:

  • 前面添加的sudo是权限问题;
  • 可以两个版本都安装,之后我们可以通过n快速在两个版本间切换;

JavaScript代码执行

如果我们编写一个js文件,里面存放JavaScript代码,如何来执行它呢?

目前我们知道有两种方式可以执行:

  • 将代码交给浏览器执行;
  • 将代码载入到node环境中执行;

如果我们希望把代码交给浏览器执行:

  • 需要通过让浏览器加载、解析html代码,所以我们需要创建一个html文件;
  • 在html中通过script标签,引入js文件;
  • 当浏览器遇到script标签时,就会根据src加载、执行JavaScript代码;

如果我们希望把js文件交给node执行:

  • 首先电脑上需要安装Node.js环境,安装过程中会自动配置环境变量;
  • 可以通过终端命令node js文件的方式来载入和执行对应的js文件;

Node的REPL

什么是REPL呢?感觉挺高大上

  • REPL是Read-Eval-Print Loop的简称,翻译为“读取-求值-输出”循环;
  • REPL是一个简单的、交互式的编程环境;

事实上,我们浏览器的console就可以看成一个REPL。

Node也给我们提供了一个REPL环境,我们可以在其中演练简单的代码

Node程序传递参数

正常情况下执行一个node程序,直接跟上我们对应的文件即可:

但是,在某些情况下执行node程序的过程中,我们可能希望给node传递一些参数:

如果我们这样来使用程序,就意味着我们需要在程序中获取到传递的参数:

  • 获取参数其实是在process的内置对象中的;
  • 如果我们直接打印这个内置对象,它里面包含特别的信息:
    • 其他的一些信息,比如版本、操作系统等大家可以自行查看,后面用到一些其他的我们还会提到;

现在,我们先找到其中的argv属性:

  • 我们发现它是一个数组,里面包含了我们需要的参数;

为什么叫argv呢?

你可能有个疑问,为什么叫argv呢?

在C/C++程序中的main函数中,实际上可以获取到两个参数:

  • argc:argument counter的缩写,传递参数的个数;
  • argv:argument vector(向量、矢量)的缩写,传入的具体参数。
    • vector翻译过来是矢量的意思,在程序中表示的是一种数据结构。
    • 在C++、Java中都有这种数据结构,是一种数组结构;
    • 在JavaScript中也是一个数组,里面存储一些参数信息;

我们可以在代码中,将这些参数信息遍历出来,使用:

Node的输出

console.log

  • 最常用的输入内容的方式:console.log

console.clear

  • 清空控制台:console.clear

console.trace

  • 打印函数的调用栈:console.trace

还有一些其他的方法,其他的一些console方法,可以自己在下面学习研究一下。

https://nodejs.org/dist/latest-v16.x/docs/api/console.html

常见的全局对象

Node中给我们提供了一些全局对象,方便我们进行一些操作:

  • 这些全局对象,我们并不需要从一开始全部一个个学习;
  • 某些全局对象并不常用;
  • 某些全局对象我们会在后续学习中讲到;
    • 比如module、exports、require()会在模块化中讲到;
    • 比如Buffer后续会专门讲到;

特殊的全局对象

为什么我称之为特殊的全局对象呢?

  • 这些全局对象实际上是模块中的变量,只是每个模块都有,看来像是全局变量;
  • 在命令行交互中是不可以使用的;
  • 包括:__dirname__filename、exports、module、require()

__dirname:获取当前文件所在的路径:

  • 注意:不包括后面的文件名

__filename:获取当前文件所在的路径和文件名称:

  • 注意:包括后面的文件名称

常见的全局对象

process对象:process提供了Node进程中相关的信息:

  • 比如Node的运行环境、参数信息等;
  • 后面在项目中,我也会讲解,如何将一些环境变量读取到 process 的 env 中;

console对象:提供了简单的调试控制台,在前面讲解输入内容时已经学习过了。

定时器函数:在Node中使用定时器有好几种方式:

  • setTimeout(callback, delay[, …args]):callback在delay毫秒后执行一次;
  • setInterval(callback, delay[, …args]):callback每delay毫秒重复执行一次;
  • setImmediate(callback[, …args]):callbackI / O事件后的回调的“立即”执行;
    • 这里先不展开讨论它和setTimeout(callback, 0)之间的区别;
    • 因为它涉及到事件循环的阶段问题,我会在后续详细讲解事件循环相关的知识;
  • process.nextTick(callback[, …args]):添加到下一次tick队列中;
    • 具体的讲解,也放到事件循环中说明;

global对象

global是一个全局对象,事实上前端我们提到的process、console、setTimeout等都有被放到global中:

  • 我们之前讲过:在新的标准中还有一个globalThis,也是指向全局对象的;
  • 类似于浏览器中的window;

global和window的区别

在浏览器中,全局变量都是在window上的,比如有document、setInterval、setTimeout、alert、console等等

在Node中,我们也有一个global属性,并且看起来它里面有很多其他对象。

但是在浏览器中执行的JavaScript代码,如果我们在顶级范围内通过var定义的一个属性,默认会被添加到window对象上:

但是在node中,我们通过var定义一个变量,它只是在当前模块中有一个变量,不会放到全局中

// 1.类似window 的全局对象
console.log(global);

// 2.特殊全局对象
// __dirname 当前文件所在的目录结构
console.log(__dirname);
// __filename 当前目录+文件名称
console.log(__filename);

// 3.模块化相关
/* console.log(module)
console.log(exports)
console.log(require()) */

// 4.常见的全局对象
console.log(process);
console.log(process.argv);
console.log(console);

// 5.定时器方法
setTimeout(() => {
  console.log("setTimeout");
}, 2000);

setInterval(() => {
  console.log("setInterval");
}, 3000);

// 立即/立刻
setImmediate(() => {
  console.log("setImmediate");
});

// 额外执行函数
process.nextTick(() => {
  console.log("nextTick");
});

process.nextTick(() => {
  console.log("nextTick");
});

// 6.全局对象
console.log(global);
console.log(globalThis);
console.log(global === globalThis);

Q.E.D.