Node.js核心入門

前言：

由於之前學習Node.js並無真正意義上的去學習它，而是粗略的學習了npm的經常使用命令和Node.js一些模塊化的語法，所以昨天花了一天的時間看了《Node.js開發指南》一書。經過這本書卻是讓我對Node.js的認識更爲全面，但因爲這本書出版時間過早，有些API已經發生了變化或已經被廢棄，而對於學習Node.js來講，核心部分又是最爲重要的一環，所以我配合官方文檔對這本書的第四章-Node.js核心進行了總結與梳理，因爲水平有限，若有疏漏與錯誤，請指正。

正文

核心模塊是Node.js的心臟，主要是有一些精簡高效的庫組成（這方面和Python有很大的類似之處），爲Node.js提供了基礎的API。主要內容包括：

Node.js核心入門（一）

全局對象
經常使用工具
事件機制

Node.js核心入門（二）

文件系統訪問
HTTP服務器與客戶端

全局對象

全局對象我想學過JavaScript的都知道在瀏覽器是window，在程序的任何地方均可以訪問到全局對象，而在Node.js中，這個全局對象換成了global，全部的全局變量（除了global自己）都是global對象的屬性。而咱們在Node.js中可以直接訪問的對象一般都是global的屬性，如：console，process等。

全局對象與全局變量

global最根本的做用就是做爲全局變量的宿主。按照ECMAScript規範，知足如下條件的變量即爲全局變量：

• 在最外層定義的變量（在Node.js中不存在，由於Node.js的代碼在模塊中執行，不存在在最外層定義變量）
• 全局對象的屬性
• 隱式定義的變量（即未定義而直接進行賦值的變量）

當咱們定義一個全局變量的時候，這個全局變量會自動成爲全局變量的屬性。

process

process 對象是一個全局變量，它提供當前 Node.js 進程的相關信息，以及控制當前 Node.js 進程。一般咱們在寫本地命令行程序的時候，少不了和它打交道。下面是它的最經常使用的成員方法：

1.process.argv

process.argv 屬性返回一個數組，這個數組包含了啓動Node.js進程時的命令行參數。第一個元素爲process.execPath，第二個元素爲當前執行的JavaScript文件路徑，剩餘的元素爲其餘命令行參數。

例如存儲一個名爲argv.js的文件：

// print process.argv
process.argv.forEach((val, index) => {
 console.log(`${index}: ${val}`);
});

則命令行運行時這樣的：

$ node process-args.js one two=three four

0: /usr/local/bin/node
1: /Users/mjr/work/node/process-args.js
2: one
3: two=three
4: four

2.process.stdout

process.stdout是標準輸出流，一般咱們使用的console.log()輸出打印字符，而process.stdout.write()函數提供了更爲底層的接口。

process.stdout.write('請輸入num1的值：');

3.process.stdin

process.stdin是標準輸入流，初始時它是暫停的，要想從標準輸入讀取數據，咱們必須恢復流，並手動編寫流的事件響應函數。

/*1:聲明變量*/
var num1, num2;
/*2：向屏幕輸出，提示信息，要求輸入num1*/
process.stdout.write('請輸入num1的值：');
/*3：監聽用戶的輸入*/
process.stdin.on('data', function (chunk) {
   if (!num1) {
       num1 = Number(chunk);
       /*4：向屏幕輸出，提示信息，要求輸入num2*/
       process.stdout.write('請輸入num2的值');
   } else {
       num2 = Number(chunk);
       process.stdout.write('結果是：' + (num1 + num2));
   }
});

4.process.nextTick(callback[, ...args])

...args <any> 調用 callback時傳遞給它的額外參數
process.nextTick()方法將 callback 添加到"next tick 隊列"。 一旦當前事件輪詢隊列的任務所有完成，在next tick隊列中的全部callbacks會被依次調用。
這種方式不是setTimeout(fn, 0)的別名。它更加有效率，所以別用setTimeout去代替process.nextTick。事件輪詢隨後的ticks 調用，會在任何I/O事件（包括定時器）以前運行。

console.log('start');
process.nextTick(() => {
 console.log('nextTick callback');
});
console.log('scheduled');

// start
// scheduled
// nextTick callback

4.console

console 模塊提供了一個簡單的調試控制檯，相似於 Web 瀏覽器提供的 JavaScript 控制檯。該模塊導出了兩個特定的組件：

• 一個 Console 類，包含 console.log() 、 console.error() 和 console.warn() 等方法，能夠被用於寫入到任何 Node.js 流。
• 一個全局的 console 實例，可被用於寫入到 process.stdout 和 process.stderr。 全局的 console 使用時無需調用 require('console')。(注意：全局的 console 對象的方法既不老是同步的（如瀏覽器中相似的 API），也不老是異步的（如其餘 Node.js 流)。

好比全局下的常見的console實例：

console.log('hello，world');
// hello，world
console.log('hello%s', 'world');
// helloworld
console.error(new Error('錯誤信息'));
//  Error: 錯誤信息
const name = '描述';
console.warn(`警告${name}`);
// 警告描述
console.trace() // 向標準錯誤流輸出當前的調用棧

常見的Console類：

const out = getStreamSomehow();
const err = getStreamSomehow();
const myConsole = new console.Console(out, err);

myConsole.log('hello，world');
// hello，world
myConsole.log('hello%s', 'world');
// helloworld
myConsole.error(new Error('錯誤信息'));
// Error: 錯誤信息
const name = '描述';
myConsole.warn(`警告${name}`);
//警告描述

經常使用工具 util

util 模塊主要用於支持 Node.js 內部 API 的需求。 大部分實用工具也可用於應用程序與模塊開發者，用於彌補核心JavaScript的功能的不足。它的能夠這樣調用：

const util = require('util');

1.util.inspect(object[, options])

util.inspect() 方法返回 object 的字符串表示，主要用於調試和錯誤輸出。 附加的 options 可用於改變格式化字符串的某些方面。它至少接受一個參數objet，即要轉換的參數，而option則是可選的，可選內容以下：

• showHidden <boolean> 若是爲 true，則 object 的不可枚舉的符號與屬性也會被包括在格式化後的結果中。 默認爲 false。
• depth <number> 指定格式化 object 時遞歸的次數。 這對查看大型複雜對象頗有用。 默認爲 2。 若要無限地遞歸則傳入 null。
• colors <boolean> 若是爲 true，則輸出樣式使用 ANSI 顏色代碼。 默認爲 false，可自定義。
• customInspect <boolean> 若是爲 false，則 object 上自定義的 inspect(depth, opts) 函數不會被調用。 默認爲 true。
• showProxy <boolean> 若是爲 true，則 Proxy 對象的對象和函數會展現它們的 target 和 handler 對象。 默認爲 false。
• maxArrayLength <number> 指定格式化時數組和 TypedArray 元素能包含的最大數量。 默認爲 100。 設爲 null 則顯式所有數組元素。 設爲 0 或負數則不顯式數組元素。
• breakLength <number> 一個對象的鍵被拆分紅多行的長度。 設爲 Infinity 則格式化一個對象爲單行。 默認爲 60。

例如，查看 util 對象的全部屬性：

const util = require('util');
console.log(util.inspect(util, { showHidden: true, depth: null }));

2.util.callbackify(original)

util.callbackify(original)方法將 async 異步函數(或者一個返回值爲 Promise 的函數)轉換成遵循 Node.js 回調風格的函數。 在回調函數中, 第一個參數 err 爲 Promise rejected 的緣由 (若是 Promise 狀態爲 resolved , err爲 null ),第二個參數則是 Promise 狀態爲 resolved 時的返回值。例如：

const util = require('util');

async function fn() {
 return await Promise.resolve('hello world');
}
const callbackFunction = util.callbackify(fn);

callbackFunction((err, ret) => {
 if (err) throw err;
 console.log(ret);
});
// hello world

注意：

• 回調函數是異步執行的, 而且有異常堆棧錯誤追蹤. 若是回調函數拋出一個異常, 進程會觸發一個 'uncaughtException' 異常, 若是沒有被捕獲, 進程將會退出。
• null 在回調函數中做爲一個參數有其特殊的意義, 若是回調函數的首個參數爲 Promise rejected 的緣由且帶有返回值, 且值能夠轉換成布爾值 false, 這個值會被封裝在 Error 對象裏, 能夠經過屬性 reason 獲取。

function fn() {
 return Promise.reject(null);
}
const callbackFunction = util.callbackify(fn);

callbackFunction((err, ret) => {
   // 當Promise的rejecte是null時，它的Error與原始值都會被存儲在'reason'中。
 err && err.hasOwnProperty('reason') && err.reason === null;  // true
});

事件驅動 events

events是Node.js最重要的模塊，緣由是Node.js自己架構就是事件式的，大多數 Node.js 核心 API 都採用慣用的異步事件驅動架構，而它提供了惟一的接口，所以堪稱Node.js事件編程的及時。events 模塊不只用於用戶代碼與 Node.js 下層事件循環的交互，還幾乎被全部的模塊依賴。

全部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，容許將一個或多個函數綁定到會被對象觸發的命名事件上。 事件名稱一般是駝峯式的字符串，但也可使用任何有效的 JavaScript 屬性名。對於每一個事件， EventEmitter支持若干個事件監聽器。當事件發射時，註冊到這個事件的事件監聽器被依次調用，事件參數做
爲回調函數參數傳遞。

例如：

const EventEmitter = require('events');

class MyEmitter extends EventEmitter {}

const myEmitter = new MyEmitter();
// eventEmitter.on() 方法用於註冊監聽器
myEmitter.on('event', () => {
 console.log('觸發了一個事件！');
});
// eventEmitter.emit() 方法用於觸發事件
myEmitter.emit('event');

下面讓咱們來看看EventEmitter最經常使用的API：

-EventEmitter.on(event, listener) 方法能夠添加 listener 函數到名爲 eventName 的事件的監聽器數組的末尾。不會檢查 listener 是否已被添加。屢次調用並傳入相同的 eventName 和 listener 會致使 listener 被添加與調用屢次。
-emitter.prependListener(eventName, listener)方法能夠添加 listener 函數到名爲 eventName 的事件的監聽器數組的開頭。 不會檢查 listener 是否已被添加。 屢次調用並傳入相同的 eventName 和 listener 會致使 listener 被添加與調用屢次。
-eventEmitter.emit() 方法容許將任意參數傳給監聽器函數。當一個普通的監聽器函數被 EventEmitter 調用時，標準的 this 關鍵詞會被設置指向監聽器所附加的 EventEmitter。

// 實例：
const myEE = new EventEmitter();
myEE.on('foo', () => console.log('a'));
myEE.prependListener('foo', () => console.log('b'));
myEE.emit('foo');
// 打印:
//   b
//   a

• EventEmitter.once(event, listener) 爲指定事件註冊一個單次監聽器，即監聽器最多隻會觸發一次，觸發後馬上解除該監聽器。

server.once('connection', (stream) => {
  console.log('首次調用！');
});

• EventEmitter.removeListener(event, listener) 移除指定事件的某個監聽器， listener 必須是該事件已經註冊過的監聽器。（注意：removeListener 最多隻會從監聽器數組裏移除一個監聽器實例。 若是任何單一的監聽器被屢次添加到指定 eventName 的監聽器數組中，則必須屢次調用 removeListener 才能移除每一個實例。）

const callback = (stream) => {
  console.log('有鏈接！');
};
server.on('connection', callback);
// ...
server.removeListener('connection', callback);

• EventEmitter.removeAllListeners([event]) 移除全部事件的全部監聽器，若是指定 event ，則移除指定事件的全部監聽器。

const callback = (stream) => {
  console.log('有鏈接！');
};
server.on('connection', callback);
// ...
server.removeListener('connection', callback);

error 事件

EventEmitter 定義了一個特殊的事件 error ，它包含了「錯誤」的語義，咱們在遇到異常的時候一般會發射 error 事件。當 error被髮射時，EventEmitter規定若是沒有響
應的監聽器，Node.js 會把它看成異常，退出程序並打印調用棧。咱們通常要爲會發射 error 事件的對象設置監聽器，避免遇到錯誤後整個程序崩潰。

var events = require('events');
var emitter = new events.EventEmitter();
emitter.emit('error');

繼承EventEmitter

大多數狀況下，咱們不會直接使用EventEmitter，而是在對象中繼承它，包括fs,http在內的只要是支持事件響應的核心模塊都是EventEmitter的子類。這樣作的緣由有如下兩個：

• 具備某個實體功能的對象實現事件符合語義，事件的監聽和發射應該是一個對象的方法。
• JavaScript 的對象機制是基於原型的，支持部分多重繼承，繼承 EventEmitter 不會打亂對象原有的繼承關係。