Nodejs API 學習系列(二)

時間  2019-12-19
標籤 nodejs api 學習 系列 简体版
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本文的主要內容是對nodejs提供的一些重要模塊，結合官方API進行介紹，遇到精彩的文章，我會附在文中並標明瞭出處。主要包括以下8個模塊html

  • buffer 模塊
  • dns 模塊
  • process 模塊
  • child_process 模塊
  • domain 模塊
  • cluster 模塊
  • event 模塊
  • util 模塊

轉載請註明出處，多謝支持~node

buffer

關於中文亂碼

在node.js中，一個字符串的長度與根據該字符串所建立的緩存區的長度並不相同，由於在計算字符串的長度時，是以文字做爲一個單位，而在計算緩存區的長度時，是以字節做爲一個單位。git

好比針對 」我喜好編程」這個字符串，該字符串對象的length屬性值與根據該字符串建立的buffer對象的length屬性值並不相同。由於字符串對象的length屬性值獲取的是文字個數，而buffer對象的length屬性值獲取的是緩存區的長度，即緩存區中的字節。github

var str = '勇士隊加油';
console.log(str.length);//5

var buf = new Buffer(str);
console.log(buf.length);//15
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另外，可使用0開始的序號來取出字符串對象或緩存區中的數據。可是，在獲取數據時，字符串對象是以文字做爲一個單位，而緩存區對象是以字節做爲一個單位。好比，針對一個引用了字符串對象的str變量來講，str2獲取的是第三個文字，而針對一個引用了緩存區對象的buf對象來講，buf2獲取的是緩存區中的第三個字節數據轉換爲整數後的數值。以下：web

console.log(str[2]);//隊
console.log(buf[2]);//135
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正確讀取文件內容的方式

從上文中能夠看出，若是讀取文件內容是，剛好不是一個完整文字時，可能會輸出錯誤信息shell

var fs = require('fs');
var rs = fs.createReadStream('testdata.md', {bufferSize: 11});
var data = '';
rs.on("data", function (trunk){
    data += trunk;
});
rs.on("end", function () {
    console.log(data);
});
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可能會輸出以下的內容編程

事件循���和請求���象構成了Node.js���異步I/O模型的���個基本���素，這也是典���的消費���生產者場景。 
複製代碼

形成這個問題的根源在於data += trunk語句裏隱藏的錯誤，在默認的狀況下，trunk是一個Buffer對象。這句話的實質是隱藏了toString的變換的：segmentfault

data = data.toString() + trunk.toString(); 
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因爲漢字不是用一個字節來存儲的，致使有被截破的漢字的存在，因而出現亂碼。解決這個問題有一個簡單的方案，是設置編碼集：數組

var rs = fs.createReadStream('testdata.md', {encoding: 'utf-8', bufferSize: 11});
複製代碼

下面展現一個正確讀取文件，並鏈接buffer對象的方法緩存

var buffers = [];
var nread = 0;
readStream.on('data', function (chunk) {
    buffers.push(chunk);
    nread += chunk.length;
});
readStream.on('end', function () {
    var buffer = null;
    switch(buffers.length) {
        case 0: buffer = new Buffer(0);
            break;
        case 1: buffer = buffers[0];
            break;
        default:
            buffer = new Buffer(nread);
            for (var i = 0, pos = 0, l = buffers.length; i < l; i++) {
                var chunk = buffers[i];
                // 把chunk複製到buffer對象從pos位置開始的地方
                chunk.copy(buffer, pos);
                pos += chunk.length;
            }
        break;
    }
});
複製代碼

buf.copy(targetBuffer,[targetStart],[sourceStart],[sourceEnd]);

在Buffer對象的copy方法中，使用四個參數，第一個參數爲必須指定的參數，其他三個參數均爲可選參數。第一個參數用於指定複製的目標Buffer對象。第二個參數用於指定目標Buffer對象中從第幾個字節開始寫入數據，參數值爲一個小於目標的Buffer對象長度的整數值，默認值爲0(從開始處寫入數據)。第三個參數用於指定從複製源Buffer對象中獲取數據時的開始位置，默認值爲0，即從複製源Buffer對象中的第一個字節開始獲取數據，第四個參數用於指定從複製源Buffer對象中獲取數據時的結束位置，默認值爲複製源Buffer對象的長度，即一直獲取完畢複製源Buffer對象中的全部剩餘數據。

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粉絲日誌 - nodejs buffer對象 淺析 nodejs buffer 對象

dns

dns.lookup()

根據域名解析ip地址，設置參數能夠返回一個域名對應的多個IP

var dns = require('dns');

dns.lookup('www.baid.com', {all: true} function(err, address, family){
	console.log(address)
})

[ { address: '122.10.91.48', family: 4 } ]
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注意：lookup函數會受本地host的影響。如，在host文件中配置了 127.0.0.1 www.baidu.com 使用dns.lookup()查詢www.baidu.com這個域名時，會返回 127.0.0.1。此時能夠考慮使用dns.resolve4()方法來替代解析域名。

dns.lookupService(address, port, callback)

使用dns.lookupService(address, port, callback)方法，該方法依賴getnameinfo底層函數。 callback函數有三個參數(err, hostname, service),service是protocol，爲http或https,使用以下所示：

dns.lookupService('127.0.0.1',80,(err,hostname,service)=>{
    if(err) console.log(err);
    console.log('該IP對應的主機爲：'+hostname+' 協議爲:'+service);
});
// 該IP對應的主機爲：localhost 協議爲:http
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process 模塊

簡介

process是一個全局內置對象，能夠在代碼中的任何位置訪問此對象，這個對象表明咱們的node.js代碼宿主的操做系統進程對象。使用process對象能夠截獲進程的異常、退出等事件，也能夠獲取進程的當前目錄、環境變量、內存佔用等信息，還能夠執行進程退出、工做目錄切換等操做。

Process模塊提供了訪問正在運行的進程。child_process模塊能夠建立子進程，並與他們通訊。cluster模塊提供了實現共享相同端口的集羣服務能力，容許多個請求同時處理。

process實現了EventEmitter接口，exit方法會在當進程退出的時候執行。由於進程退出以後將再也不執行事件循環，全部只有那些沒有回調函數的代碼纔會被執行。在下面例子中，setTimeout裏面的語句是沒有辦法執行到的。

process.on('exit', function () {
　　setTimeout(function () {
　　　　console.log('This will not run');
　　}, 100);
　　console.log('Bye.');
});
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屬性

  • process.pid：當前進程的進程號。

  • process.version：Node的版本，好比v0.10.18。

  • process.platform：當前系統平臺，好比Linux。

  • process.title：默認值爲「node」，能夠自定義該值。

  • process.argv：當前進程的命令行參數數組。

    console.log("argv: ",process.argv.slice(2));
  //node test.js a b c
  //argv:  [ 'a', 'b', 'c' ]
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  • process.env：指向當前shell的環境變量，好比process.env.HOME。

  • process.execPath：運行當前進程的可執行文件的絕對路徑。

  • process.memoryUsage()：node進程內存的使用狀況，rss表明ram的使用狀況，vsize表明總內存的使用大小，包括ram和swap；

  • process.heapTotal,process.heapUsed：分別表明v8引擎內存分配和正在使用的大小。

  • process.stdout：指向標準輸出。

  • process.stdin：指向標準輸入。

  • process.stderr：指向標準錯誤。

方法

  • process.exit()：退出當前進程。

  • process.cwd()：返回運行當前腳本的工做目錄的路徑。_

  • process.chdir()：改變工做目錄。

  • process.nextTick()：將一個回調函數放在下次事件循環的頂部。 process.nextTick()的例子，指定下次事件循環首先運行的任務。

    process.nextTick(function () {
      console.log('Next event loop!');
  });
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    上面代碼能夠用setTimeout改寫，可是nextTick回調的優先級更高，會被放在事件隊列的最前面，而settimeout是放在最後面.

    setTimeout(function () {
     console.log('Next event loop!');
  }, 0)
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事件

  • exit事件

    當前進程退出時，會觸發exit事件，能夠對該事件指定回調函數。這一個用來定時檢查模塊的狀態的好鉤子(hook)(例如單元測試),當主事件循環在執行完’exit’的回調函數後將再也不執行,因此在exit事件中定義的定時器可能不會被加入事件列表.

    process.on('exit', function () {
      fs.writeFileSync('/tmp/myfile', 'This MUST be saved on exit.');
  });
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  • uncaughtException事件

在你接觸node以後，你就會發現那些影響了主事件循環的異常會把整個node進程宕掉的。這會是至關嚴重的問題，因此process提供了另一個有用的事件uncaughtException來解決這個問題，當前進程拋出一個沒有被捕捉的意外時，會觸發uncaughtException事件。

process.on('uncaughtException', function (err) {
　　console.log('Caught exception: ' + err);
});
setTimeout(function () {
　　console.log('This will still run.');
}, 2000);
// Intentionally cause an exception, but don't catch it.
nonexistentFunc();
console.log('This will not run.');
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咱們來看上面的例子，咱們註冊了uncaughtException事件來捕捉系統異常。執行到nonexistentFunc()時，由於該函數沒有定義因此會拋出異常。

Caught exception: ReferenceError: nonexistentFunc is not defined
This will still run.
複製代碼

再看一個例子

var http = require('http');
var server = http.createServer(function(req,res) {
　　res.writeHead(200, {});
　　res.end('response');
　　badLoggingCall('sent response');
　　console.log('sent response');
});
process.on('uncaughtException', function(e) {
　　console.log(e);
});
server.listen(8080);
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在這裏例子中咱們建立了一個web服務器，當處理完請求以後，咱們會執行badLoggingCall()方法。由於這個方法不存在，因此會有異常拋出。可是咱們註冊的uncaughtException事件會對異常作出處理，這樣服務器不會受到影響得以繼續運行。咱們會在服務器端記錄錯誤日誌

[ReferenceError: badLoggingCall is not defined]
複製代碼

但常規不建議使用該粗略的異常捕獲處理，建議使用 domains

child process

child_process是Node.js的一個十分重要的模塊，經過它能夠實現建立多進程，以利用單機的多核計算資源。雖然，Nodejs天生是單線程單進程的，可是有了child_process模塊，能夠在程序中直接建立子進程，並使用主進程和子進程之間實現通訊，等到子進程運行結束之後，主進程再用回調函數讀取子進程的運行結果。

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domain

nodejs的尷尬

try catch沒法捕獲異步中的異常。因此咱們能作的只能是

app.get('/index', function (req, res) {
  // 業務邏輯  
});

process.on('uncaughtException', function (err) {
  logger.error(err);
});
複製代碼

這個時候，雖然咱們能夠記錄下這個錯誤的日誌，且進程也不會異常退出，可是咱們是沒有辦法對發現錯誤的請求友好返回的，只可以讓它超時返回。

這個時候 domain模塊就出現了，它能夠捕捉異步錯誤。而咱們爲了讓 domain 模塊來接管全部的http請求中的異常,因此把它寫成一箇中間件是很是方便的。

app.use(function (req, res, next) {
    var reqDomain = domain.create();
    reqDomain.on('error', function (err) {  // 下面拋出的異常在這裏被捕獲,觸發此事件
        console.log('捕獲到錯誤');
        res.send(500, err.stack);           // 成功給用戶返回了 500
    });
    reqDomain.run(next);
});
複製代碼

app.use(function(req,res,next){ .....}) 這是一箇中間件,用來接收全部http請求,這裏你能夠捕獲request 和 response 對象用來作一些過濾,邏輯判斷等等,最後經過 next 來放行本次請求,那麼這個中間件就完成了他的一次使命.

而後咱們在 process 上將未處理的異常捕捉一下,作到萬無一失.

process.on('uncaughtException', function (err) {
    console.error("uncaughtException ERROR");
    if (typeof err === 'object') {
        if (err.message) {
            console.error('ERROR: ' + err.message)
        }
        if (err.stack) {
            console.error(err.stack);
        }
    } else {
        console.error('argument is not an object');
    }
});
複製代碼

而後拋出錯誤實踐一下，是否能被捕捉

app.get('/err', function (req, res) {
    //throw new Error('exception'); 
    setTimeout(function () {
        throw new Error('exception'); // 拋出一個異步異常
    }, 1000);
})
複製代碼

每次 domian 捕獲到錯誤後,我都在控制檯輸出了一行提示信息 "捕獲到錯誤" 當前進程並無由於異常而掛掉,這就是咱們要的效果.

咱們之因此想到用 setTimeout 就是想模擬一個異步的回調,若是你直接 throw new Error('exception');這樣就不是異步了,直接會被 process 上的 uncaughtException 來接管.

進階文章

##　cluster nodejs最大的特色就是單進程、無阻塞運行，而且是異步事件驅動的。Nodejs的這些特性可以很好的解決一些問題，例如在服務器開發中，併發的請求處理是個大問題，阻塞式的函數會致使資源浪費和時間延遲。經過事件註冊、異步函數，開發人員能夠提升資源的利用率，性能也會改善。既 然Node.js採用單進程、單線程模式，那麼在現在多核硬件流行的環境中，單核性能出色的Nodejs如何利用多核CPU呢？

cluster是一個nodejs內置的模塊，用於nodejs多核處理。cluster模塊，能夠幫助咱們簡化多進程並行化程序的開發難度，輕鬆構建一個用於負載均衡的集羣。

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進程間使用消息通知來共享數據

多進程使用同一端口不衝突的緣由

util 模塊

簡介

var util = require("util");
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util.inherits(constructor, superConstructor)

util.inherits(constructor, superConstructor)是一個實現對象間原型繼承的方法。JavaScript 的面向對象特性是基於原型的繼承，與常見的基於類的不一樣，JavaScript 沒有提供對象繼承的語言級別特性，而是經過原型鏈複製來實現的。inherits方法能夠將父類原型鏈上的方法複製到子類中，實現原型式繼承。

var events = require("events");

//MyStream構造函數，在構造函數將this指向本對象
function MyStream() {
    events.EventEmitter.call(this);
}

//複製父對象上全部的方法
util.inherits(MyStream, events.EventEmitter);

//對MyStream類添加原型方法
MyStream.prototype.write = function(data) {
    this.emit("data", data);
}

var stream = new MyStream();

//因爲MyStream繼承自EventEmitter，因此其實例stream是MyStream類的實例也是EventEmitter類的實例
console.log(stream instanceof events.EventEmitter); // true
console.log(MyStream.super_ === events.EventEmitter); // true

//父類中的方法調用
stream.on("data", function(data) {
    console.log('Received data: "' + data + '"');
})
//子類中的方法調用
stream.write("It works!"); // Received data: "It works!"
複製代碼

event 模塊

此模塊是一個核心模塊,直接引用

var events = require('events');
複製代碼

簡介

events模塊只提供了一個對象，events.EventEmitter，核心是 事件發射 和 事件監聽 功能。每一個事件由一個事件名（用於標識事件），和多個參數組成。事件名：字符串，一般表達必定的語義；事件被髮射時，監聽該事件的函數被依次調用。

監聽

var events = require("events");
var emitter = new events.EventEmitter();

emitter.on("/click", function () {
    console.log("first event");
})
emitter.on("/click", function () {
    console.log("second event");
})

emitter.emit("/click");
複製代碼

注意

  • /click是事件名（用於標識事件）
  • 能夠多個監聽，用於監聽同一個事件，而後依次執行；
  • 須要先監聽，後發射；
  • 監聽是on，發射是emit
  • 把emit發射的事件賦值給變量。若是有監聽該事件的，則變量值爲true，若是無監聽該事件，則返回值爲false。注意，該變量賦值後不會改變,即
var nn = emitter.emit("/click1");
emitter.on("/click1", function () {
    console.log("first event");
})
console.log(nn);// false
複製代碼

只監聽一次：

EventEmitter.once(事件名, 回調函數),即把上面的on替換爲once便可，而後這個只監聽一次就失效；

移除事件

EventEmitter.removeListener(事件名, 回調函數名)

var events = require("events");
var emitter = new events.EventEmitter();
var first = function () {
    console.log("first event");
}
var second = function () {
    console.log("second event");
}

emitter.on("/click", first)
emitter.on("/click", second)
emitter.emit("/click");
emitter.removeListener("/click", first);
console.log("————移除完成————");
emitter.emit("/click");

輸出
// first event
// second event
// --移除完成--
// second event
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所有移除

var events = require("events");
var emitter = new events.EventEmitter();
var first = function () {
    console.log("first event");
}
var second = function () {
    console.log("second event");
}

emitter.on("/click", first)
emitter.on("/click", second)
emitter.emit("/click");
emitter.removeAllListeners("/click");
console.log("————移除完成————");
emitter.emit("/click");

輸出
// first event
// second event
// --移除完成--
複製代碼

error事件

當碰見異常時會發射error事件，EventEmitter規定，若是沒有監聽其的監聽器，Node.js會把其當成異常，退出程序並打印調用棧。所以須要設置監聽其的監聽器，避免碰見錯誤後整個程序崩潰。

var events = require("events");
var emitter = new events.EventEmitter();
var first = function () {
    console.log("first event");
}
var error = function (error) {
    console.log(error);
}

emitter.on("/click", first)
emitter.on("error", error)  //若是沒有這一行代碼，下面在發射error時會出錯而後退出程序
emitter.emit("/click");
emitter.emit("error", error)
console.log("————移除完成————");
emitter.emit("/click");

輸出
// first event
// [Function]
// --移除完成--
// first event
複製代碼

實例

任何類型若是繼承了該類就是一個事件觸發體,繼承該類的任何類型都是事件的一個實例(給事件綁定一個函數後,一旦觸發事件,立刻執行事件綁定函數.

下面例子演示經過繼承給對象綁定一個事件，來自一介布衣_events模塊的精彩示例

var util = require('util');
var events = require('events');

var Anythin = function (name) {
    this.name = name;
}

util.inherits(Anythin, events.EventEmitter);

//建立一隻貓
var cat = new Anythin('黑貓');
//綁定事件
cat.on("activity", function (activity) {
    console.log(this.name + activity);
});

//建立一隻老鼠
var mouse = new Anythin('老鼠');
//綁定事件
mouse.on("activity", function (activity) {
    console.log(this.name + activity);
});

//建立屋子的主人
var people = new Anythin('主人');
//綁定事件
people.on("activity", function (activity) {
    console.log(this.name + activity);
});

//建立主人的孩子
var child = new Anythin('嬰兒');
//綁定事件
child.on("activity", function (activity) {
    console.log(this.name + activity);
});

console.log('靜靜的夜晚,主人一家正在酣睡......');
console.log('黑貓緊盯着黑暗的角落.....');

setTimeout(function(){
    console.log('黑貓再也堅持不住了......');
    cat.emit("activity",'睡着了');
    mouse.emit("activity",'爬出洞口');
    people.emit("activity",'聞聲而起');
    child.emit("activity",'開始哭哭啼啼');
},3000);
複製代碼

上面的例子就是一個萬能的造物主,能夠建立宇宙中的萬事萬物.上面建立的一個事件引起體 "黑貓" 因爲晚上'上班' 太辛苦,而偷偷去睡覺,這一事件誘因直接致使囂張的'老鼠'從洞裏出來覓食,因爲老鼠覓食動做不當而吵醒作夢的'主人'及正在酣睡的'嬰兒' 造物主製造的各類角色時已天生有個綁定事件的活動 activity ，這個功勞要歸功於:

util.inherits(Anythin, events.EventEmitter);
複製代碼

util 模塊也是node.js 中的核心模塊,他構建了一些經常使用的代碼, inherits 就是其中之一,讓前面的類型繼承後面的的類型.因此上面的代碼是 Anythin 類型繼承了 EventEmitter 類型,因此EventEmitter 類型實現的方法屬性能夠直接使用(固然包括綁定事件觸發函數的方法,註冊事件的方法 等)

其餘系列文章

Nodejs模塊學習筆記 極客學院 nodejs官方文檔

未完待續~

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