NodeJS专题学习.docx

1、NodeJS专题学习什么是Node.js？2011-09-02 14:47前不久Oreilly出了一本小册子“What is Node?”，扼要的讲解了Node的身世和所适用的场景，作者文笔轻松流畅、内容充实，是非常难得的学习资料。翻译出来，和大家分享Node不是万能药!但的确能解决一些关键问题学习Node不是一件轻松事儿，但你所收到的回报是对得起你的付出的。因为当下Web应用开发中的诸多难题唯有JavaScript才能解决。目录1 专家们的警告!2 Node：几个小例子3 Node不是JavaScript，Node可以运行JavaScript4 和Node服务器的交互5 快速入门手册6 解释

2、器之惑7 基于事件的Web应用8 Node的用武之地“你够酷吗?来用我吧!” Node.js为最新潮的编程语言提供了一系列很酷的API和工具箱，它可以直接应用于传统的Rails、Ajax、Hadoop、甚至可以某种程度上用于iPhone开发和HTML5。如果你参加过一些大型技术会议，你总是会听到一些关于Node.js的主题演讲，尽管这些话题对普通的开发者来说依然有些难以企及。你可能已经听说Node.js(有时我们将其简称为“Node”)是一个服务器端的解决方案，它可以运行JavaScript，并可以作为Web服务来处理HTTP请求。如果这些东东还不至于让你晕头转向的话，转眼间关于端口、sock

3、ets和线程的讨论就又成了当下最热门的话题，你会觉得这些东西让你眼花缭乱。这些内容真的属于JavaScript的范畴吗?为什么世界上那么多人宁愿将JavaScript脱离浏览器而运行，更不用说将JavaScript运行于服务器端了?好消息是，你所听到的(所想到的)关于Node的一切都是正确的。Node的的确确是属于网络编程的范畴，用以处理服务器端的请求和响应。坏消息是和之前的Rails、Ajax和Hadoop一样，真正实用的技术资料实在太少。等到基于Node的“优秀的”框架成熟之后，技术资料一定会跟得上的，但何必要等到技术书籍和教程都出来之后再去尝试使用Node呢?现在就使用Node，说不定会

4、给你的代码带来意想不到的改观，甚至让你的程序变得更易实现。专家门的警告!和大多数技术一样，Node也是新瓶装旧酒：它看起来不透明而且很怪异，但独受小开发团队的青睐。如果你没有接触过Node，则需要学习一些很容易上手的服务器端脚本。你需要化时间来搞清楚Node，因为即便是运行于服务器端的JavaScript，它和客户端JavaScript也极为不同。实际情况是，你不得不自己给自己洗脑，以便重新学习理解围绕JavaScript的事件处理机制、异步IO和一些网络基础知识。不幸的是，这意味着如果你已经用Node作开发超过两年时间的话，你会觉得这篇文章内容很单调乏而且过于简单。你会开始寻找新的“刺激”，

5、比如将Node运行于客户端，或者开始尝试事件I/O、反射器模式和npm。你会发现Node的世界是如此有趣，甚至很多Node高级技术具有某种史诗般的美感，而这些东西对于初学者来说依然是难于企及的。因此，或许你应该将你掌握的知识分享给你的同伴，尤其是对于那些不了解Node的同学，当他们开始对Node感兴趣时，给他们分享传授Node高级技术。Node：几个小例子首先，你应当意识到Node是用于运行独立的JavaScript程序的，而不是运行于浏览器中的某个HTML片段里。它是存放在文件系统中的真实存在的文件，由Node程序执行，以一种守护进程的模式运行，同时打开对某些端口的监听。跳过 hello w

6、orld最经典的例子当然是“Hello World“，在Node官网(http:/nodejs.org/docs/latest )上有源码。几乎每个人都是从Hello World开始接触Node的。现在让我们跳过这个最简单的例子，来看一些更有趣的例子：实现一个可以从服务器发送文件到客户端的程序(而不仅仅是发送一段文本到客户端)。1 var sys = require(sys), 2 http = require(http), 3 url = require(url), 4 path = require(path), 5 fs = require(fs); 6 http.createServer

7、(function(request, response) 7 var uri = url.parse(request.url).pathname; 8 var filename = path.join(process.cwd(), uri); 9 path.exists(filename, function(exists) 10 if(!exists) 11 response.writeHead(404, Content-Type: text/plain); 12 response.end(404 Not Foundn); 13 return; 14 15 fs.readFile(filena

8、me, binary, function(err, file) 16 if(err) 17 response.writeHead(500, Content-Type: text/plain); 18 response.end(err + n); 19 return; 20 21 response.writeHead(200); 22 response.end(file, binary); 23 ); 24 ); 25 ).listen(1300); 26 console.log(Server running at http:/localhost:1300/); 注：这段代码取名为t3.js，执

9、行这段代码node t3.js，在浏览器看不到任何输出。但是，如果把某个图片放在t3.js同一级目录下（比如p1.png，浏览器访问地址为：http:/localhost:1300/p1.png），你将能看到图片。仅仅二十多行代码就实现了一个图片服务器，是不是很厉害？感谢Mike Amundsen，他给出了这段代码的相似的实现。这个例子是由Devon Govett在Nettuts+上提交的一段代码，尽管已经根据新版本的Node作了更新，但Devon的整个帖子是一个非常好的入门学习教材，对于初学者来说更是如此。如果你是一个新手，你可以将上述代码保存到一个文本文件中，命名为NodeFileServ

10、er.js。在运行之前你需要一个Node运行环境，最新的Node版本可以从官网下载这个文件或者从github上将源码取下来。你需要编译源码，如果你没有用过Unix、对make和configure不甚熟悉，则需要查阅在线编译手册来寻求帮助。Node不是JavaScript，Node可以运行JavaScript刚刚你将NodeFileServer.js存成了某个文件，别担心，我们等下会回过头来运行它的。现在，让我们移步到现实当中来，在Unix中执行典型的配置和编译命令：1 ./configure 2 make 3 make install 这让我们确信一个事实：Node不是JavaScript，N

11、ode是一个可以运行JavaScript的程序，但Node绝对不是JavaScript。实际上，Node是基于C写的程序。可以通过ls来查看Node/src目录中的文件，可以看到Node的源码：大多数人会以为，JavaScript是一门糟糕的语言，更不用说用它来实现服务器端的功能了，其实你只对了一半。不错，对于操作系统级别的Socket和网络编程来说，JavaScript可能并不能胜任。但Node并不是JavaScript实现的，它是基于C实现的。C语言是可以完美胜任任意量级的网络编程。而JavaScript则完全有能力将指令传递给C程序，然后由C程序来操控操作系统“地下城”。实际上，和C语言

12、相比，JavaScript更容易被开发者们接触到，这是值得引起注意的地方，如果你想用Node进行一些严肃的编程的话，这个原因会被一再提及。Node的基本用法进一步反映出了Node是如何和JavaScript一起工作的，Node不是JavaScript。你可以通过命令行来运行它：1 (bdm0509Bretts-MacBook-Pro Sun, 29 May 11) 2 (/Users/bdm0509/tmp/Node/src) 3 (09:09 $)- export PATH=$HOME/local/Node/bin:$PATH 4 (bdm0509Bretts-MacBook-Pro Sun

13、, 29 May 11) 5 (/Users/bdm0509/tmp/Node/src) 6 (09:09 $)- cd /examples 7 (bdm0509Bretts-MacBook-Pro Sun, 29 May 11) 8 (/Users/bdm0509/examples) 9 (09:09 $)- Node NodeFileServer.js 10 Server running at http:/127.0.0.1:1337/ 现在你肯定对Node有个大概的了解了吧。对于这段命令行，的确还有很多知识点需要进一步解释说明，比如在端口1337到底发生了什么?但这里你只需知道，Node

14、只是一个可以让你运行JavaScript的程序。读者不必纠结于Node如何和JavaScript协同工作，这里也不会对此做过多介绍，只要知道Node可以运行JavaScript，这就足够了。而且你只需学习JavaScript这一门编程语言即可，不用担心自己不懂C语言。记住这是最最重要的一点，不必了解C也可写出Node可运行的程序。和Node服务器的交互刚才我们在Node上运行了NodeFileServer.js。这时你可以访问你本机的1337端口，可以看到正常的输出。没错，输出结果不足为奇。但应当意识到我们只用短短20行代码就实现了一个文件服务器。输出结果是你刚刚保存的脚本源文件的文本，并没有

15、以二进制的形式输出。这个文件服务器可以输出它上面的任何文件。如果在同样目录下放入一张图片，在URL后缀中写上图片文件名，就像这样：http:/localhost:8080/my_image.png。Node也可以展示出二进制的图片文件。当你回头再看这段短小的程序时，一定觉得这太不可思议了。用JavaScript轻易就能写出一个你想要的服务程序难道不让人感到惬意吗?不仅如此，假设你想写一个可以处理多个请求的服务(这是一个提示，同时打开四个五个甚至十个浏览器访问服务器)，这也是很容易做到的。Node让人着迷的地方在于，你完全可以用很简单而且很不起眼的JavaScript程序来完成你想要的这些结果。

16、快速入门手册围绕Node的话题总是会比纯粹运行在服务器端的代码更值得花点时间来讨论。不管怎样，我们还是从一段代码开始我们的话题，概览一下NodeFileServer.js文件，观察代码：1 var http = require(http); 2 http.createServer(function(req, res) 3 res.writeHead(200, Content-Type: text/plain); 4 res.end(Hello Worldn); 5 ).listen(1337, 127.0.0.1); 6 console.log(Server running at http:/

17、127.0.0.1:1337/); 首先调用了函数require()，require()是程序员最常用的函数之一。实际上，在CommonJS规范中也有提到这个函数，在讨论到关于JavaScript模块概念的时候有提及，此外，Davd Flanagan在2009年的一个很酷的实现中也有提到。换句话说，require()对于你来说可能是个新鲜事物，但它不是Node随意添加的一个函数，他是使用JavaScript进行模块化编程的核心概念，Node将这一特性发挥的淋漓尽致。接下来，http变量用以创建一个服务器。这个服务使用一个回调函数来处理当产生一个连接时的动作。这里的回调函数并未对请求作过多修饰，

18、仅仅以text/plain格式输出一个字符串“Hello World”作为请求响应。这个逻辑非常简单。实际上，这里展示了使用Node的标准模式： 定义交互类型，并获得一个用以处理这个交互的变量(通过require()。 创建一个新的服务(通过createServer()。 给服务绑定一个回调，用以处理请求。包括处理请求的函数应当包括一个请求，以及一个响应 通知服务器启动服务，这里需要指定IP和端口(通过listen)。解释器之惑尽管通过这种方法可以使用JavaScript轻易的实现一个服务(不管运行代码的虚机实际上跑的是C程序还是其他什么程序)，这种做法回避了一个问题：你需要使用JavaScr

19、ipt写出一个服务器吗?为了找到这个问题的答案，我们来考虑一个非常典型的场景。JSON的处理这是一种非常典型的web应用，前台使用HTML和CSS，JavaScript用来作数据验证，并和后台进行数据交互。由于你处于web交互的最顶端，你使用Ajax提交数据到后台并从后台获取数据，而不是单单依靠表单提交来实现。如果你是这样做的话，那么你同样会非常喜欢使用JSON的。JSON是如今最流行的传输数据的格式。因此，这个Ajax也可以比作“把在线拍卖网站里的某些吉他的信息发给我”。这个请求通过网络到达一个运行PHP程序的服务器。PHP服务器不得不给JavaScript返回很多信息，而且这些信息必须以某

20、种形式的数据包发给客户端，而且这个数据包是可以被JavaScript解析的。因此数据可以打包成数组，然后转换为JSON，就像这样：1 $itemGuitar = array( 2 id = itemGuitar, 3 description = Pete Townshend once played this guitar while his own axe . 4 was in the shop having bits of drumkit removed from it., 5 price = 5695.99, 6 urls = array(, 7 8 ); 9 10 $output = $

21、itemGuitar); 11 print($output); 回到客户端，JavaScript得到这个返回的数据包，由于经过转换，数据编程了JSON格式。就像这样：1 2 id: itemGuitar, 3 description: Pete Townshend once played this guitar., 4 price: 5695.99, 5 urls: , 6 这种转换是标准的，转换前后也是相互等价的。接下来，就可以将这个字符串转换为JavaScript对象，可以调用eval()，就像这样：1 var itemDetails = eval( + jsonDataString +

22、); 计算结果是一个普通的JavaScript对象，这个对象的属性和JSON数组的数据结构保持一致。当然，由于jsonDataString通常是由服务器返回的，通常需要这样来解析返回结果：1 var itemDetails = eval( + request.responseText + ); 这就是最最典型的JSON处理，但存在一个非常严重的问题。对实体代码微妙的破坏性(译注：这个小标题着实让人费解，作者这里拐弯抹角的解释了Node的一个好处，就是前端和后端都采用同样的语言JavaScript，在作JSON解析时是无障碍的，而当前端使用JavaScript作JSON编码，后台用PHP作JSO

23、N解码时，多少会因为多种语言的JSON解析的实现不同而带来一些兼容性问题)首先，这类代码的一个主要问题是，它对解释器的依赖比较严重。在上个例子中，解释器就是指内置的JSON解析器或者实现解析JSON的代码，这实际上依赖了两样东西：和eval()解析响应文本的操作一样的基于Java的JSON解析器，以及基于PHP的JSON解析器。在PHP5.2.0中已经包含了JSON解析器，但却是以外部依赖的形式给出的，并不是内置于PHP的内核中。但这并不是大肆宣扬解释器的种种。毕竟解释器本身还存在很多问题，比如将“I”解析成了“i”，数组中的元素1解释成了2。当然，在JSON工具正式发布之前会有大量的测试，以

24、保证在各种复杂场景中都不会出现错误，包括在客户端的解析结果和在服务器端的解析结果完全一致。无论如何，这都需要大量的测试才行。不管怎样，JSON依然存在很多实际的问题。基于某种语言(基于JavaScript或者PHP)的JSON解析器选择是一个很大的问题。换句话说，问题不是在于“翻译”(translation)而在于“翻译器”(translator)(译注：作者的意思是说JSON本身的规则没有问题，反倒是各种语言的JSON实现的质量参差不齐，甚至有很多bug)。当一个语言的版本比较稳定时，基于这门语言的JSON解析器的运用和推广会比较快。结果是，JSON解析器变的越来越强大，以至于可以解析任意复

25、杂的数据结构，即便这么复杂的数据结构根本不会实际用到。反之，每次迭代中(每次计算迭代的路径和数据类型的组合)，也很有可能出现JSON解释器无法解析的数据结构(或者很深的JSON路径)的情况。下图就是可选的JSON解释器这并不是说JSON本身很糟糕，实际上，我们认为JSON的流行正是得益于其在新领域中的应用(译注：作者的言外之意是，在新领域中的初次JSON实现往往伴随很多问题)。对于新的领域，我们不禁要问：“这个新东东支持JSON吗?” 因此，JSON需要不断进化，需要不断的测试，不断的兼容新的平台。而作为程序员的，可能需要重新组织你的数据结构，或者等待新的版本出现以满足你的需求，或者干脆直接h

26、ack JSON。而这些正是我们所说的编程资源的浪费。假设你可以自己动手丰衣足食实现一个解释器，即便这样，你也没有通过“抄近道”拣到便宜，而是用JavaScript重复造轮子而已。而Node则规避了此类问题，刚刚你读到的文字关于内嵌JSON的PHP5.2.0、关于将对象转换为数组、关于采用新的结构组织数据的方式、关于JSON中新特性的实现这一切扰人的问题在Node中都将不复存在，因为前端通过JavaScript作JSON编码，后台使用JavaScript作JSON解码，永远不会出问题。JavaScript中eval()的潜在隐患正如我们不用将Node当作一门新的语言来对待一样，在Node中通过

27、eval()来执行一段代码也和JavaScript中的eval()一样(不被推荐)。众所周知eval()是非常危险的。eval()用以执行一段文本表示的代码逻辑，可以理解为在文本框中“直接敲入SQL代码来执行查询”，这是不安全的，这实际上是恶意SQL注入。当每次eval()执行一段字符串的时候，(美国)中西部的一只小狗都会瑟瑟发抖，东部海滩上的某位母亲的脚趾会被刺伤并受到诅咒。eval()非常危险。网上有很多关于此的资料，这里不再赘述。可以用google查询“eval JavaScript evil”或者“eval JavaScript injection”获取更多信息。当然，如果没有任何其他

28、上下文的约束，在Node中也是允许使用eval()的，因此eval()的隐患在Node依然存在。毕竟Node的目的并不是完全解决eval()的问题。Node被称之为基于事件的JavaScript或基于事件的I/O，这里所说的“基于事件”是Node中非常重要的概念。但要彻底理解什么是基于事件，以及为什么基于事件能让你规避eval()的危险，则需要理解JSON在应用之中是如何工作的，此外还要搞清楚适应于web应用典型架构的特有数据结构。基于事件的Web应用传统的Web表单提交就是典型的基于事件的模式。换句话说，在Web表单里输入了很多数据(用户输入文本框，点选复选框，从列表中选中某些项等等)，之后

29、这些数据提交给服务器。这个场景中实际是一个单一的程序事件：使用POST方式将表单数据提交。这也是基于Ajax的Web应用的工作原理。一次性发送大量数据对于Ajax来说，是可以和基于事件编程扯上一点关系。客户端和服务器端之间有些交互可以认为是基于事件的。典型的场景是输入一个省市代码，发送请求到服务器获得城市和省的名称。这里通过XmlHttpRequest的Ajax并不需要将很多数据一次性扔给服务器。但这并不能改变大部分web应用都是基于页面刷新这种模式的现状。Ajax已经更广泛的用于很多有意思的视觉相关的交互，快速的作表单验证，无刷新提交数据，这样就可以避免重新载入页面。因此，尽管并未通过提交表

30、单来发起一个真正的POST请求，通过Ajax可以模拟POST表单提交。坦率的讲，这种传统的Ajax交互方式也阻碍了Ajax程序员的创新。每次发送一个请求时(不管请求的数据多么小)，都会在网络里走一个来回。服务器必须针对这个请求作出响应，通常是开辟一个新的进程。因此，如果你真正置身于一个事件模型的环境中作开发，你可能需要通过发起10到15个单独的小请求来保持你的页面和服务器之间的联系，服务器也会为之创建10到15个线程(可能更少，这取决于服务器处理新请求时分配线程池的策略)，当这个数量乘以1000或者10000或者100000时(译注：每个页面需要10个请求，那么越多用户访问这个页面，所发起的请

31、求个数就会越来越多)，就会出现内存溢出、逻辑交错带来的冲突、网络瘫痪、系统崩溃这些问题。结果是，在大多数场景中，Web应用需要保持对事件的最小依赖。有一个折衷方案，就是服务器端程序的响应返回的不是一个微小的数据片段，而是带有更多冗余数据结构的数据包，通常是JSON数据，这时就又遇到了eval()的问题。问题当然出在eval()身上，但这也和Web本身和服务器线程控制、包括页面和服务器之间的HTTP请求和响应策略(至少在这个场景下)有密不可分的关系。或许有些人对上文提到的问题不以为然，因为你知道有很多方法来规避直接eval()带来的问题，你会使用诸如JSON.parse()来代替eval()。同样有很多令人信服的论据鼓励我们