开篇

如果你是一名Web开发人员，你是否曾经因为网站的响应速度缓慢而烦恼不已？ 你是否一直在寻找一种能够提高Web应用程序性能的方式？ 如果是这样，那么你一定不能错过Node.js！

Node.js是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境，作为一个快速、高效、易于使用的服务器端运行环境，已经成为Web开发的不二选择。它能够帮助你在编写应用程序时轻易实现高效的I/O操作和数据传输，同时还能让你在运行时处理海量数据而不会出现阻塞。

那么，为什么Node.js是每个Web开发人员必须要知道的技能呢？ 接下来，我们一起去探索了解一下吧。

模块系统

Node.js 使用基于 CommonJS 规范的模块系统来将代码组织为独立的、可重用的组件。在 Node.js 中，每个文件都被视为一个模块，并且如果要在一个文件中使用其他模块，可以使用 require() 函数。

// 导入 Node.js 内置模块
const http = require('http');

// 导入自定义模块
const myModule = require('./myModule.js');

HTTP 模块

Node.js 内置了名为 http 的模块，用于创建和处理 HTTP 服务器和客户端。可以使用 http.createServer() 函数创建 HTTP 服务器，并使用 listen() 函数指定要监听的端口号。

例如，以下代码创建了一个简单的 HTTP 服务器，它在本地主机的端口 3000 上监听 HTTP 请求，并向客户端发送 “Hello World” 响应：

const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' });
  res.end('Hello World');
});

server.listen(3000, () => {
  console.log('Server running at http://localhost:3000/');
});

fs 模块

Node.js 提供了 fs 模块，用于在服务器端读取和写入文件。可以使用 fs.readFile() 函数读取文件内容，并使用 fs.writeFile() 函数将数据写入文件。

例如，以下代码读取了 myFile.txt 文件的内容，并将文件内容写入 myFileCopy.txt 文件：

const fs = require('fs');

fs.readFile('myFile.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});

fs.writeFile('myFileCopy.txt', 'Hello World!', (err) => {
  if (err) throw err;
  console.log('The file has been saved!');
});

路径模块

Node.js 提供了 path 模块，用于操作和解析文件路径。可以使用 path.join() 函数将多个路径组合成一个完整的路径，并使用 path.resolve() 函数将路径解析为绝对路径。

例如，以下代码将 myFolder 文件夹下的 myFile.txt 文件的路径组合为 myFolder/myFile.txt：

const path = require('path');

const filePath = path.join(__dirname, 'myFolder', 'myFile.txt');
console.log(filePath);

const absolutePath = path.resolve('myFile.txt');
console.log(absolutePath);

进程模块

Node.js 提供了 process 模块，用于获取和控制当前进程的信息。可以使用 process.argv 属性获取命令行参数，并使用 process.exit() 函数退出进程。

例如，以下代码通过检查 process.argv 数组中的第三个元素来获取命令行参数：

console.log(process.argv[2]);

if (process.argv[2] === 'exit') {
  process.exit(1); // 退出进程并返回状态码 1
}

事件模块

Node.js 的事件模块是基于观察者模式的，使用事件触发器和事件监听器来实现。可以使用 EventEmitter 类创建事件触发器，并使用 on() 函数绑定事件监听器。

如，以下代码创建了一个简单的事件触发器，当触发 myEvent 事件时，将会输出 “Hello World”：

const EventEmitter = require('events');

class MyEmitter extends EventEmitter {}

const myEmitter = new MyEmitter();

myEmitter.on('myEvent', () => {
  console.log('Hello World');
});

myEmitter.emit('myEvent'); // 触发 myEvent 事件

网络模块

Node.js 提供了 net 模块，用于创建 TCP 服务器和客户端。可以使用 net.createServer() 函数创建 TCP 服务器，并使用 listen() 函数指定要监听的端口号。

例如，以下代码创建了一个简单的 TCP 服务器，它在本地主机的端口 3000 上监听 TCP 连接，并向客户端发送 “Hello World” 响应：

const net = require('net');

const server = net.createServer((socket) => {
  socket.end('Hello World\n');
});

server.listen(3000, () => {
  console.log('Server running at http://localhost:3000/');
});

子进程(child_process)

Node.js 提供了 child_process 模块，用于在新的进程中执行外部命令。可以使用 spawn() 函数执行外部命令，并使用 stdout 和 stderr 事件处理器来捕获命令的输出。

例如，以下代码在新的进程中执行 ls 命令，并将命令的输出打印到控制台：

const { spawn } = require('child_process');

const ls = spawn('ls', ['-lh', '/usr']);

ls.stdout.on('data', (data) => {
  console.log(`stdout: ${data}`);
});

ls.stderr.on('data', (data) => {
  console.error(`stderr: ${data}`);
});

ls.on('close', (code) => {
  console.log(`child process exited with code ${code}`);
});

集群(cluster)

cluster 模块是一个允许你将 Node.js 应用程序的 CPU 负载分配给多个工作进程的模块。它可以通过派生出新的工作进程来复制主进程的状态，从而显著提高应用程序的整体性能和可伸缩性。

例如，以下代码使用 cluster 模块创建了一个简单的 HTTP 服务器和四个工作进程：

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
  console.log(`Master ${process.pid} is running`);

  // Fork workers
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }

  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`worker ${worker.process.pid} died`);
  });
} else {
  // Workers can share any TCP connection
  // In this case, it is an HTTP server
  http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end('hello world\n');
  }).listen(8000);

  console.log(`Worker ${process.pid} started`);
}

流（Streams）

Streams 模块是 Node.js 中使用的一种处理和操作流式数据的抽象接口。它允许将数据从一个来源流式传输到另一个流目标，而不需要将整个数据集加载到内存中，从而可以有效地处理大量数据。

例如，以下代码使用 stream 模块创建一个可读流和一个可写流，并将读取的数据通过管道传输到可写流：

const fs = require('fs');
const zlib = require('zlib');
const gzip = zlib.createGzip();
const readable = fs.createReadStream('input.txt');
const writable = fs.createWriteStream('input.txt.gz');

readable.pipe(gzip).pipe(writable);

HTTP2 模块

HTTP2 模块是 Node.js 中使用的协议，它允许多个请求和响应复用同一 TCP 连接，从而大大减少了网络延迟和带宽使用，并支持服务器推送，HTTP 头部压缩等高级功能。

例如，以下代码使用 http2 模块创建了一个简单的 HTTP/2 服务器：

const http2 = require('http2');

const server = http2.createSecureServer({
  key: fs.readFileSync('server.key'),
  cert: fs.readFileSync('server.crt')
});

server.on('error', (err) => console.error(err));

server.on('stream', (stream, headers) => {
  // 接收到新的流请求，进行相应的处理
  stream.respond({
    'content-type': 'text/html',
    ':status': 200
  });
  stream.end('<h1>Hello World</h1>');
});

server.listen(8443, () => {
  console.log('Server listening on https://localhost:8443/');
});

WebSocket 模块

WebSocket 模块是 Node.js 中使用的一种协议，用于在客户端和服务器之间实现双向通信，它允许服务器实时向客户端推送数据，并且可以灵活地处理不同类型的消息以及错误情况。

例如，以下代码使用 ws 模块创建了一个简单的 WebSocket 服务器：

const WebSocket = require('ws');

const wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws) => {
  // 接收到 WebSocket 连接请求，进行相应的处理
  ws.on('message', (data) => {
    console.log(`Received message: ${data}`);
  });

  ws.send('Connected');
});

events 模块

events 模块是 Node.js 中使用的事件发射器 API，它允许你创建自定义事件和事件监听器，并通过事件回调函数来处理事件。以下是使用 events 模块创建自定义事件的示例代码：

const EventEmitter = require('events');

class MyEmitter extends EventEmitter {}

const myEmitter = new MyEmitter();

myEmitter.on('event', (arg) => {
  console.log(`Event occurred: ${arg}`);
});

myEmitter.emit('event', 'test');

加密（crypto）

crypto 模块是 Node.js 中使用的加密和解密 API，它允许你创建安全的哈希、加密和解密数据。以下是使用 crypto 模块创建 SHA-256 哈希的示例代码：

const crypto = require('crypto');

const hash = crypto.createHash('sha256');
hash.update('Hello, World!');
console.log(hash.digest('hex'));

DNS（域名系统）

在 Node.js 中，使用 dns 模块进行 DNS 查询。dns 模块提供了两种类型的函数：一种是异步的，另一种是同步的。其中最常用的是 lookup 函数，它返回一个 IP 地址。

以下是查询 google.com 的 IP 地址的示例代码：

const dns = require('dns');

dns.lookup('google.com', (err, address, family) => {
  console.log('address: %j family: %s', address, family);
});

ECMAScript 模块

Node.js 中使用 ECMAScript 模块 (ESM) 标准进行模块化开发。在 Node.js v14 起，可以通过在文件后缀名为 .mjs 来启用 ESM。同时，也可以在文件中使用 import 和 export 关键字进行模块导入和导出。

以下是使用 ESM 的示例代码：

// file.mjs
import { greet } from './greeting.js';

console.log(greet('John'));

// greeting.js
export const greet = (name) => {
  return `Hello, ${name}!`;
};

全局对象

在 Node.js 中，可以访问一些全局对象，例如 console、process、Buffer、setInterval 和 setTimeout 等。这些对象可以在任何地方进行访问，且无需进行显式导入。

以下是在 Node.js 中使用 process 全局对象的示例代码：

console.log(`Current directory: ${process.cwd()}`);
console.log(`PID: ${process.pid}`);
console.log(`Platform: ${process.platform}`);

虚拟机

Node.js 中的 vm 模块提供了一个简单的沙盒环境，可以在其中运行 JavaScript 代码，以保护主进程免受恶意代码攻击。

以下是使用 vm 模块运行简单代码的示例代码：

const vm = require('vm');

const code = `
  const a = 1;
  const b = 2;
  console.log(a + b);
`;

const script = new vm.Script(code);

const context = vm.createContext({});

script.runInContext(context);

压缩

在 Node.js 中，可以使用 zlib 模块来压缩和解压缩文件和数据。zlib 模块提供了 gzip、gunzip、deflate 和 inflate 等函数。

以下是使用 zlib 模块对字符串进行压缩的示例代码：

const zlib = require('zlib');

const input = 'Hello, World!';
const compressed = zlib.gzipSync(input);
console.log(`Compressed: ${compressed}`);

const decompressed = zlib.gunzipSync(compressed).toString();
console.log(`Decompressed: ${decompressed}`);

异步钩子(Async Hooks)

在 Node.js 中，可以使用 async_hooks 模块来创建异步钩子。每个异步钩子都有唯一的 ID，当异步任务开始时会生成一个新的异步钩子实例，并与当前的异步上下文绑定。同时，当异步任务完成时也会触发相应的异步钩子回调函数。

以下是使用 async_hooks 模块创建异步钩子的示例代码：

const async_hooks = require('async_hooks');

const hook = async_hooks.createHook({
  init(asyncId, type, triggerAsyncId, resource) {},
  before(asyncId) {},
  after(asyncId) {},
  destroy(asyncId) {},
});

hook.enable();

在上面的代码中，我们通过 createHook 函数创建了一个异步钩子实例，并通过四个生命周期函数 init、before、after 和 destroy 注册了相应的回调函数。然后，我们通过 enable 方法启用了异步钩子。

下面是这些回调函数的作用：

• init：在新的异步上下文创建时调用，在此可以获取当前异步上下文的相关信息，并将其与异步钩子实例进行关联。
• before：在异步任务开始之前被调用，此时异步钩子实例已经和异步上下文进行了绑定。
• after：在异步任务完成之后被调用，并且在任何异步回调函数之前被调用。
• destroy：在异步钩子实例销毁时被调用，此时需要清理与当前异步上下文关联的任何数据。

以上是我个人对nodejs的一些api的了解，如有错误的地方，还请大佬们多多指正，谢谢啦~

总结

总的来说，学习Node.js是非常有必要的。当你学会了它之后，你将能够以更高效、更优雅的方式构建Web应用程序。同时，Node.js也能够让你感受到开发的乐趣。当你看到你的应用程序在瞬间为用户提供反馈时，你就会明白Node.js为什么是每个Web开发人员必须要知道的技能了！所以，赶快动起手来，学习Node.js吧！

附言

参考文档

node.js CommonJS