初识NodeJS

1.NodeJS是什么？

官网给出的解释是：基于Chrome V8引擎构建的javascript运行环境。

计算机只能识别机器代码（machine code或者native code）。C/C++作为低级语言，可以直接被机器识别。

但是javascript作为一种高级语言，是不能直接被识别的，需要一个东西将它转为机器语言，这个东西就是google公司提供的v8引擎。

v8引擎执行javascript代码非常快，性能非常好。

因为它使用JIT编译器（Just-In-Time Compiler），就是直接js->AST（抽象语法树）->机器码。

没有其他诸如JAVA等语言，有一个中间层转换。所以它很快。

原来只有chrome浏览器使用了v8引擎，所以javascript代码要在浏览器环境下才能运行。

v8引擎是通过C++语言编写的。

nodeJS也是通过C++语言编写的，它嵌入了更适合服务器代码开发的优化过的v8引擎,所以它可以运行javascript代码。

另外nodeJS内置了libuv库, 提供了很多API，诸如读写文件，网络请求，系统信息等。

通俗的解释可以是： 是javascript可以脱离浏览器环境运行的一个javascript运行环境。

2.NodeJS 的作用和优点

主要的作用是：可以让前端人员使用javascript语言开发服务端功能。并运行在服务器上。

应用： 

1. 开发工具--webpack
2. 做中间层---可以解决跨域
3. 服务端渲染--react,vue都是js，nodejs可以直接解析js;还可以连接mongo,redis,mysql数据库

优点：

• 可以创建多线程（子线程），用pm2管理线程
• 异步非阻塞I/o操作，采用事件环驱动

PS： 异步/同步针对被调用者的描述；阻塞/非阻塞是针对调用者（调用的方法）的描述。

3. Node的安装

到官网下载安装。

可以使用nvm(node version manager)来进行node版本管理。安装如下（MAC，其他系统见官网）：

curl -o- https://raw.githubusercontent.com/nvm-sh/nvm/v0.35.2/install.sh | bash

如果安装完成后, -bash: nvm: command not found

则可能是缺少bash.profile文件，需要创建

touch ~/.bash_profile

4.NodeJS 基础内容

nodeJs中的全局对象是global。global上有一些隐藏属性（如console, eval等），直接查看看不到。想要查看所有属性，可以通过console.dir(global, { showHidden: true });

nodeJS在文件中直接打印this，不是global, 是{}

// 文件中启动运行代码的时候，为了实现模块化，代码最外层自动包裹一层函数，this指向被改变。
console.log(this); // {} --module.exports

// 自执行函数的this指向全局对象
(function() {
    console.log(this); // global
})()

另外在命令行中直接输入node,会出现一个REPL(read-eval-print-loop)环境，可以直接运行node代码（类似浏览器的控制台）。

通过该环境，打印的this,就是global对象。

global常见的可遍历属性有：

1.process（进程）

常用的参数有： 

• argv 命令行参数

当前node进程中，node命令运行时的参数

node app.js  --config 1.config.js --port 3000
console.log(process.argv);
// [ '/usr/local/bin/node',
//   '/Users/lyralee/Desktop/MyStudy/Event/server/app.js',
//   '--config',
//   '1.config.js',
//   '--port',
//   '3000' ]

取到的参数是一个数组，可以将其转化成一个对象，使用tj/commander工具。

具体用法如下：

// npm install commander 
const program = require('commander');
// 1.设定版本号；
// .parse(process.argv)必须有！！
program.version('1.0.0');
program.parse(process.argv); // 这一行代码必须有！！！
// node app.js -V
// 输出1.0.0
// 2.添加进程参数可选项
program.version('1.0.0')
    .option('-p, --pepper', 'add pepper')
    .option('-a --add', 'add sth')
    .option('-p|--pepper', 'add pepper')
program.parse(process.argv); // 这一行代码必须有
/* --help
Options:
  -V, --version  output the version number
  -p, --pepper   add pepper
  -a --add       add sth
  -p|--pepper    add pepper
  -h, --help     output usage information
*/
// 使用的时候node app.js -a 20
// console.log(program);
/*
    {
         ...
        add: true,
        args: [20]
    }
*/
3. 添加参数并要求赋值
program.version('1.0.0')
    .option('-a -add <value>', 'add sth')
program.parse(process.argv);
// node app.js -a 20
console.log(program);
/**
 * {
 *      ...,
 *      config: 20,
 *      args: []
 * }
 */
4. 将命令绑定操作
program
    .command('rm <dir>')
    .option('-r, --recursive', 'remove sth')
    .action(function(dir, cmd) {
        console.log('remove ' + dir + (cmd.recursive ? 'recursively' : ''));
        // 　remove XXXX
    })
program.parse(process.argv); // 注意parse一定不能在action后面连写
5. 丰富打印日志
program.on('--help', function() {
    console.log('');
    console.log('Example:');
    console.log('   ${custom-help} --help'); // 每个空格都有确实占一个空位
    console.log('   ${custom-help} -h');
})
program.parse(process.argv); // 注意parse一定不能在action后面连写
/*
Example:
   ${custom-help} --help
   ${custom-help} -h
*/

• env

可以设置环境当前变量。

其中在Mac中使用export

// 在命令行窗口中输入以下命令
export NODE_ENV=production
node app.js
//  或者
export NODE_ENV=production && node app.js
// 在app.js中查看下面的值
console.dir(process.env.NODE_ENV); // “production”

在window中，使用set命令。用法如上。

也可以安装cross-env命令，可以兼容Mac和Windows

• cwd()

current working directory当前工作目录。获取文件运行时所在的目录（即在哪个目录下运行的命令）。

// 对于右键直接run code, 默认其当前目录cwd()是文件所在根文件夹
console.log(process.cwd());// /Users/lyralee/Desktop/MyStudy/Event
process.chdir('./server'); // 目标文件夹名称
console.log(process.cwd()); // /Users/lyralee/Desktop/MyStudy/Event/server

• nextTick()

微任务

2.Buffer(16进制)

用于缓存。

1. Buffer.from(str)

将字符串转为16进制。

let buffer = Buffer.from("你好");  // utf8格式一个汉字占3个字节
console.log(buffer);
//<Buffer e4 bd a0 e5 a5 bd>

2. 可以和字符串之间转换(utf8）

1. node支持utf8格式的字符串转换，不支持gbk格式（可以通过iconv-lite的库将gbk/二进制， 转为utf8）。

let buffer = Buffer.from("你好"); 
console.log(buffer)
// <Buffer e4 bd a0 e5 a5 bd>
let str = buffer.toString();
let str1 = buffer.toString('utf8');
console.log(str === str1); // true
console.log(str); //"你好"

2. 可以将16进制转为base64格式的字符串。

base64基于（A-Za-z0-9+/）的64个字符组成。其每个字节都是00xxxxxx。最小值是00000000（0）。最大值是00111111（63）。

let buffer = Buffer.from("你好"); 
console.log(buffer)
// <Buffer e4 bd a0 e5 a5 bd>
let base64 = buffer.toString('base64');
console.log(base64); //5L2g5aW9

代码中可以使用url的位置都可以使用base64编码（img.src, background）

base64编码的原理：

let buffer = Buffer.from("你");  //<Buffer e4 bd a0>

// 遍历buffer并取出其对应的二进制的值，将去按照base64的要求重新拼接
let strTwo = ''
buffer.forEach(item => {
  strTwo+=item.toString(2);
});
// 00111001 00001011 00110110 00100000
let base64Index = [];
for(let i=0; i< strTwo.length; i+=6) {
  base64Index.push(parseInt('00' + strTwo.slice(i, i+6), 2));
}
// [ 57, 11, 54, 32 ]
let str = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
str+='abcdefghijklmnopqrstuvwxyz';
str+='0123456789+/';

let base64 = '';
base64Index.forEach(item => {
  base64+= str[item];
})
console.log(base64);

3. base的声明

// 1. 参数是字符串
let buffer = Buffer.from('你好');
console.log(buffer); //<Buffer e4 bd a0 e5 a5 bd>
// 2. alloc按字节大小分配内存
let buffer1 = Buffer.alloc(3); 
console.log(buffer1); //<Buffer 00 00 00>
// 3. 参数是数组
let buffer2 = Buffer.from([255,255,255]);
console.log(buffer2);//<Buffer ff ff ff>

4. buffer的方法和属性

1. length： 字节的长度

let buffer = Buffer.from('你好');
console.log(buffer.length); // 6

2. slice():  按字节截取

let buffer = Buffer.from('你好');
console.log(buffer.slice(0,3).toString()); //"你"

3. forEach()： 遍历每个字节

4.source.copy(target, targetStart[, sourceStart, sourceEnd])

// buffer一旦声明就不能更改长度；可以在新的buffer中进行拼接
let buffer1 = Buffer.from('你');
let buffer2 = Buffer.from('好');

// 分配一段新的内存用于存储最终结果
let target = Buffer.alloc(buffer1.length + buffer2.length);
buffer1.copy(target, 0);
buffer2.copy(target, buffer1.length);

console.log(target.toString()); //你好

5. Buffer.concat([buffer1, buffer2...])

let buffer1 = Buffer.from('你');
let buffer2 = Buffer.from('好');

let target = Buffer.concat([buffer1, buffer2])

console.log(target.toString()); //你好

用copy方法实现Buffer.concat()

Buffer.concat = function(arr) {
  let totalLength = arr.reduce((a,b) => a+ b.length,0);
  let targetBuffer = Buffer.alloc(totalLength);
  let i = 0;
  arr.forEach(item => {
    item.copy(targetBuffer, i);
    i+=item.length;
  })
  return targetBuffer;
}

6. Buffer.alloc(length)

分配初始值都是0x00的内存

3.计时器/定时器类

setTimeout/ clearTimeout

setInterval/ clearInterval

setImmediate/ clearImmediate

5.node模块

模块通过在一个文件中使用自执行函数，函数内部返回内容。

// moduleA
(   
    function sum() {
    }
    module.exports = sum;
    return module.exports; 
)()
// app.js

const a = require('./moduleA.js); // 同步读取文件
// a = (...)();===sum

node模块有三类：

1. 核心模块

  其中有三个主要的核心模块：fs, path, vm

  还有一些工具模块：querystring，crypto

1.fs模块

1. 同步读取文件：

const buffer = fs.readFileSync('./1.txt');

2. 判断文件是否存在

const fs = require('fs');
try {
    fs.accessSync('/.XXXX.xx'); // 判断一个文件是否存在
} catch(err) {
    // 文件不存在抛出异常；原来的exists因为回调中不是异常参数，被废弃
}

3. 判断路径对应的是文件还是文件夹

  fs.stat(absolutePath, function(err, statObj) {
    if(err) { //不存在
      res.statusCode = 404;
      res.end('Not Found');
      return;// 结束
    }
    if (statObj.isFile()) {// 是文件则直接读取返回对应路径下文件
      const rs = fs.createReadStream(absolutePath);
      // 设置返回的响应头Content-Type
      res.setHeader('Content-Type', mime.getType(absolutePath)+";charset=utf-8");
      rs.pipe(res); //包含 res.end(...)逻辑
    } else {// 是文件夹；默认查找index.html
      const indexPath = path.join(absolutePath, 'index.html');
      fs.access(indexPath, function(err) {
        if(err) {
          res.statusCode = 404;
          res.end('Not Found');
          return;// 结束
        }
        res.setHeader('Content-Type', 'text/html;charset=utf-8');// utf-8中间要有间隔符，IE兼容
        fs.createReadStream(indexPath).pipe(res);
      })
    }
 }

2. path模块

• path.join(),path.resolve()--拼接路径

// 1)path.join(), path.resolvec
path.join('a','b'); // a/b
path.resolve('a', 'b'); // 绝对路径Users/lyralee/Desktop/MyStudy/Event/a/b

// __dirname表示离当前文件最近的文件夹目录
path.join(__dirname,'a','b'); // /Users/Event/server/a/b
path.resolve('a', 'b');// /Users/Event/server/a/b
path.resolve('a', 'b', '/'); // /
// 从上面的示例可以看出，当路径最后有/时，不能使用path.resolve

• path.dirname(dir)--取父路径

path.dirname(__dirname); // /Users/lyralee/Desktop/MyStudy/Event

• path.extname(fullname)--文件扩展名

console.log(path.extname('1.min.js')); // .js

• path.basename(fullname[, extname])---基础文件名

// 如果指定了扩展名，会返回除扩展名以外的文件名
console.log(path.basename('1.min.js')); // 1.min.js
console.log(path.basename('1.min.js', '.js')); //1.min

3.vm模块--虚拟机--运行字符串代码

提供一个沙箱--纯净的执行环境；不受外面变量的影响。

const vm = require('vm');
var hello = 'morning';
vm.runInThisContext(`console.log(hello)`); // hello is not defined
eval(`console.log(hello)`); // morning eval()会受向上层作用域查找

4. querystring

用于将字符串解析成对象

querystring.parse(req.headers.cookie, "; ");

5. crypto

用于进行摘要算法（md5, 不可逆）和加密算法（sha256/sha1, 加盐-密钥，可逆）。

1. md5的特点：

1. 相同的内容摘要后的结果相同。
2. 不同的内容结果完全不同。
3. 所有的结果长度相同。
4. 不可逆。即不能反向推导。

示例：

let crypto = require('crypto');

// 通过md5算法将“lyra”进行加密，最后以base64的格式输出
let str = crypto.createHash('md5').update('lyra').digest('base64');
console.log(str); //rABzfUdIpCoSSnWA+y2jTA==

但是这种算法可以通过“撞库”（海量数据）来解码，不再安全。为了避免这种情况，可以通过多次摘要。

let crypto = require('crypto');

let str = crypto.createHash('md5').update('lyra').digest('base64');
str = crypto.createHash('md5').update(str).digest('base64');
str = crypto.createHash('md5').update(str).digest('base64');
console.log(str);

2. sha256

比md5的摘要算法要安全，它需要一个盐（密钥）来生成最终的结果。

let crypto = require('crypto');
let secret = 'secret'; //密钥
let str = crypto.createHmac('sha256', secret).update('lyra').digest('base64');
console.log(str);//LAYvIrbnDGYBH2Kebzgz2yvclRqTiNFaPDKYxXEGbrg=

2. 文件（自定义）模块

用户自己编写的模块

3. 第三方模块

通过npm安装的模块，require的参数只能是名称，不能是相对路径或者绝对路径（即不能有./或者/出现）。

响应的，可以理解成如果require的参数是一个字符串，会启用第三方模块的查找规则。（自定义的第三方模块，也可以按照规则，在对应的文件夹添加文件）

加载文件的时候的路径查找规则如下：

// 查找默认路径的先后顺序
console.log(module.paths);

// 结果如下（示例），即从最近的node_modules开始查找：
[ '/Users/lyralee/Desktop/MyStudy/nodeJS/node_modules',
  '/Users/lyralee/Desktop/MyStudy/node_modules',
  '/Users/lyralee/Desktop/node_modules',
  '/Users/lyralee/node_modules',
  '/Users/node_modules',
  '/node_modules' ]

分为两类：

•  1. 全局安装的模块： 可以在命令行中使用

// 查看全局包的安装位置
npm root -g

可以手动在node_modules下创建一个自己的模块对应的文件夹，文件夹中必须包含package.json和入口文件（main字段指定的文件或者index.js）。

如果想要自己实现一个全局命令

1. 在node_modules中添加一个自定义的第三方模块，包含package.json和入口文件a.js。
2. 在package.json的main字段指定入口文件为a.js
` "main": "a.js" `
3. 添加bin字段
```
bin: {
  "lyra": "./a.js" // 在命令行中运行lyra, 运行对应的文件
}
```
4. 指定使用node命令运行文件
在a.js文件的头部添加命令
`#! /usr/bin/env node`
5. 将本地的文件链接到全局命令中
`npm link` 

发布包的步骤

1. 确认当前源是npm的源（nrm current）
2. 登录 npm login(npm addUser)
3. 发布 npm publish
4. 卸载 npm unpublish --force

• 2. 局部安装的模块： 本地安装，可以在代码中使用   

常见的第三方模块

1. mime

获取文件的Content-Type

res.setHeader('Content-Type', mime.getType(absolutePath)+";charset=utf-8");

2. mz/fs

将fs操作Promise化。可以使用async...await 

6.nodejs代码调试方法

• 用浏览器调试：

1)node --inspect-brk app.js
// 其中brk表示从第一行就打断点
2) 在浏览器地址栏中输入chrome://inspect,单击inspect

• 用vsCode调试

program: "${file}"
cwd: "${cwd}"

1)// 打开vsCode的debugger工具，点击设置，进行路径设置
2）// 点运行进行调试