深度解析：Node.js系统全面介绍

Node.js的介绍

什么是 Node.js

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。Node.js使用了一个事件驱动、非阻塞式I/O的模型（ Node.js的特性），使其轻量级又高效。Node.js 的包管理工具 npm 是全球最大的开源库生态系统。

如上图所示：

• Node.js 不是一门语言，也不是 JavaScript 的框架，Node.js是 JavaScript 语言在服务器端的运行环境（平台）。
• Node.js 内部采用 Google Chrome 的 V8 引擎，作为 JavaScript 语言解释器；同时结合自行开发的 libuv 库，扩展了 JS 的功能，使得 JS 既可以在前端进行DOM操作（浏览器端），又可以在后端调用操作系统资源（I/O操作、文件读写、数据库操作等），是目前最简单的全栈式语言。

Node.js的特点

• 事件驱动
• 非阻塞IO模型（异步）
• 轻量和高效

运行环境（平台）的含义

首先，JavaScript 语言通过 Node 在服务器上运行，在这个意义上，Node 有点像 JavaScript 虚拟机。

其次，Node 生态系统活跃，提供了大量的开源库，使得 JavaScript 语言能与操作系统进行交互（比如读写文件、新建子进程），在这个层次上，Node 又是属于 JavaScript 的工具库。

引申：

与PHP、JSP、Python、Perl、Ruby的“既是语言，也是平台”不同，Node.js的使用JavaScript进行编程，运行在 Chrome 的 V8 引擎上。

与PHP、JSP等相比（PHP、JSP、.net都需要运行在服务器程序上，Apache、Naginx、Tomcat、IIS。），Node.js跳过了Apache、Naginx、IIS等HTTP服务器，它自己不用建设在任何服务器软件之上。Node.js的许多设计理念与经典架构（LAMP = Linux + Apache + MySQL + PHP）有着很大的不同，可以提供强大的伸缩能力。Node.js没有web容器。

Node.js和服务器端开发

在这一段，“服务器端开发”和“后台开发”是一个概念。

前端同学为什么要学习后台开发

• 了解前后端交互流程。
• 能够和后台开发的程序员更加紧密地结合、更顺畅地沟通。
• 当网站的业务逻辑需要前置时，前端人员需要学习一些后台开发的技术，以完成相应的任务。
• 拓宽知识视野和技术栈，能够站在全局的角度审视整个项目。

为什么选择 Node.js 做后台开发（Node.js的优势）

1、使用 JavaScript 语言开发服务器端应用，便于前端同学上手（一些公司甚至要求前端工程师掌握 Node.js 开发）。

2、性能高。AO操作的性能可能没有优势，但运算方面的性能不错。

3、有利于和前端代码整合，甚至共用部分代码。

比如说，针对接口返回的各种字段，前后端都必须要做校验。此时，如果用 Node.js 来做后台开发的话，前后端可以共用校验的代码。

4、Node.js 生态系统活跃，提供了大量的开源库。

思考：限制语言能力的不是语言本身，而是语言的运行环境（平台）。

Node.js 的用途

1、中间层。

前端访问中间层的接口，中间层再访问后台的 Java/C++ 服务。这样做的好处是：安全性（不会把主服务器暴露在外面）、提高性能（做缓存等）、降低主服务器的复杂度。

当然，有时候做 Node.js 开发，是因为：后台能力不够，所以把后台开发的一部分工作量，转移给前端同学。

2、做公司内部工具、项目构建工具。

3、做小型服务、小型网站的后端（比如管理系统）。

需要声明的是：目前来看，Node.js很难像 Java/C++ 那样，成为后台的主力开发语言。这并非是因为 Node.js的性能问题（实际上，Node.js的性能还不错），主要是因为，Node.js的框架的支持度不够，很难独立成为后台开发语言。

Node.js 的组成

我们知道，JavaScript 的组成分为三个部分：

• ECMAScript
• DOM
• BOM

ECMAScript 是 JS 的语法；DOM 和 BOM 浏览器运行环境为 JS 提供的API。

而 Node.js 的组成分为：

• ECMAScript。ECMAScript的所有语法在Node环境中都可以使用。
• Node 环境提供的一些附加API(包括文件、网络、路径等等 API)。

如下图所示：

Node.js的发展

Node 的历史

Node.js 诞生于 2009 年，由 Joyent 的员工 Ryan Dahl 开发而成, 目前官网最新版本已经更新到 13.x.x版本，最新稳定的是10.15.3。

• 2008年左右，随着 Ajax 的逐渐普及，Web 开发逐渐走向复杂化，系统化；
• 2009年2月，Ryan Dahl 想要创建一个轻量级，适应现代 Web 开发的平台；
• 2009年5月，Ryan Dahl 在 GitHub 中开源了最初版本，同年11月，JSConf 就安排了 Node 讲座；
• 2010年底，Joyent 公司资助，Ryan Dahl 也加入了该公司，专门负责 Node 的开发；
• 2011年7月，在微软的支持下登陆 Windows 平台。PS：node 的生产环境基本是在 Linux 下。

据 Node.js 创始人 Ryan Dahl 回忆，他最初希望采用 Ruby，但是 Ruby 的虚拟机效率不行。

注意：是 Node 选择了 JavaScript，不是 JavaScript 发展出来了一个 Node。

Node.js的主要应用领域

• RESTFul API
• 实时通信：如消息推送等
• 高并发
• I/O阻塞

知名度较高的Node.js开源项目

• express：Node.js中著名的web服务器框架。
• Koa：下一代的 Node.js 的 Web 框架。
• mocha：功能强大的 node.js 测试框架。
• PM2：node 本来是单进程的，PM2可以实现和管理多进程。
• jade：非常优秀的模板引擎，不仅限于 js 语言。
• CoffeeScript：用简洁的方式展示 JavaScript 优秀的部分。
• Atom：文本编辑器。
• socket.io：实时通信框架。

Node.js 运行环境配置：通过 Node.js 安装包（不推荐）

去 Node.js 的官网下载安装包：

我们也可以在
https://nodejs.org/en/download/releases/ 里下载历史版本。

注意，我们以一定要用偶数版（V4、V6等)，不要用奇数版（比如V5），因为奇数版不稳定。

后续如果需要安装其他版本，可以这样做：重新下载最新的安装包，覆盖安装即可。

但我们并不推荐直接采用 Node.js.msi（windows）或者 Node.js.pkg（Mac） 安装包进行安装，因为会产生如下问题。

通过 Node.js 安装包产生的问题：

• 安装新版本时，以前版本安装的很多全局工具包，需要重新安装。
• 无法回滚到之前的版本。
• 无法在多个版本之间切换（很多时候我们要使用特定版本）

因此，我们暂时先不用安装 Node.js，稍后用 NVM 的方式来安装 Node.js。

Node.js 版本常识

• 偶数版本为稳定版（0.6.x ，0.8.x ，8.10.x）
• 奇数版本为非稳定版（0.7.x ，0.9.x ，9.11.x）
• LTS（Long Term Support）

参考链接：node.js中LTS和Current的区别

Node.js 运行环境配置：通过 NVM（推荐）

NVM：node.js version manager，用来管理 node 的版本。

我们可以先安装 NVM，然后通过 NVM 安装 Node.js。这是官方推荐的做法。

Windows 和 Mac 下安装的Node.js 的步骤如下。

Windows 系统安装 Node.js

1、安装 NVM：

（1）我们去
https://github.com/coreybutler/nvm-windows/releases 下载 NVM 的安装包：

下载下来后，直接解压到 D:\web目录下：

（2）在上面的目录中，新建一个settings.txt文件，里面的内容填充如下：

root: D:\web\nvmpath: D:\web\nodejsarch: 64proxy

上方内容的解释：

• root 配置为：当前 nvm.exe 所在的目录
• path 配置为：node 快捷方式所在的目录
• arch 配置为：当前操作系统的位数（32/64）
• proxy 不用配置

（3）配置环境变量：

• NVM_HOME = D:\web\nvm（当前 nvm.exe 所在目录）
• NVM_SYMLINK = D:\web\nodejs （node 快捷方式所在的目录）
• PATH += ;%NVM_HOME%;%NVM_SYMLINK%

配置成功后，重启资源管理器。

2、验证：(在 cmd 命令行中输入命令)

（1）输入nvm命令查看环境变量是否配置成功：

（2）输入 nvm ls，查看已安装的所有 node 版本。

（3）输入 nvm -v，查看 已安装的 nvm 版本。

（4）输入 node -v，查看正在使用的 node 版本。

• 参考链接：安装npm，nvm，node

如果 Node 安装失败，可以参考上面这个链接。

3、安装指定版本的 Node.js：

nvm install 版本号# 举例nvm install 8.10.0

输入 node -v，查看当前使用的 node 版本。

关于 NVM 的常用命令，详见下一段。

Mac 系统安装 Node.js

1、安装 NVM：

（1）打开 终端.app，输入：

curl -o- https://raw.githubusercontent.com/creationix/nvm/v0.33.8/install.sh | bash

安装成功的界面：

完成后，nvm就被安装在了~/.nvm下。

如果发现安装失败：

原因：Xcode 软件进行过更新。

解决办法：打开 Xcode 软件，同意相关内容即可。

（2）配置环境变量：

编辑器打开~/.bash_profile文件，如果不会就输入open ~/.bash_profile。

（补充：如果你的Mac电脑里找不到~/.bash_profile文件，那就找找有没有~/.profile文件，或者~/.bashrc文件，或者~/.zshrc文件。如果还是没有，那你就手动创建一个~/.bash_profile文件）。

在最后一行输入：

export NVM_DIR="$HOME/.nvm"[ -s "$NVM_DIR/nvm.sh" ] && . "$NVM_DIR/nvm.sh" # This loads nvm

如果你发现文件中已经存在了上面这行代码，就不用往里面加了。这一步的作用是每次新打开一个bash，nvm都会被自动添加到环境变量中。

最后，输入 source ~/.bash_profile重启环境变量的配置。

PS：NVM 现在已经不支持 Homebrew 的方式来安装了。

参考链接：
https://www.jianshu.com/p/a3f8778bc0a1

2、验证：(在 终端命令行中输入命令)

（1）输入 nvm 命令查看环境变量是否配置成功：

（2）输入 nvm ls，查看已安装的所有 node 版本。

（3）输入 nvm -v，查看 已安装的 nvm 版本。

（4）输入 node -v，查看正在使用的 node 版本。

3、安装指定版本的 Node.js：

和Windows下一样，也是执行如下命令：

nvm install 版本号# 举例nvm install 8.10.0

网速有点慢，要稍等。

输入 node -v，查看当前使用的 node 版本。

安装好 Node 之后，npm 也会自动安装的，输入 npm -v，查看 npm 的版本。

关于 NVM 的常用命令，详见下一段。

NVM 的常用命令

注意，这一段说的是 NVM 的常用命令，不是 Node 的常用命令。

查看当前使用的 nvm 版本：

nvm -vnvm --version

查看本地安装的所有的 Node.js 版本：

nvm list|ls

安装指定版本的 Node.js：

nvm install 版本号# 举例nvm install 8.10.0

卸载指定版本 Node.js：

nvm uninstall 版本号

切换使用指定版本的node：

nvm use 版本号

Node.js 的常用命令

查看 node 的版本：

$ node -v

执行脚本字符串：

$ node -e 'console.log("Hello World")'

运行脚本文件：

$ node index.js$ node path/index.js$ node path/index

查看帮助：

$ node --help

进入 REPL 环境：

$ node

REPL 的全称：Read、Eval、 Print、Loop。类似于浏览器的控制台。

如果要退出 REPL 环境，可以输入.exit 或 process.exit()。

在 VS Code 里，我们可以在菜单栏选择“帮助->切换开发人员工具”，打开console控制台。

包和 NPM

什么是包

由于 Node 是一套轻内核的平台，虽然提供了一系列的内置模块，但是不足以满足开发者的需求，于是乎出现了包（package）的概念：与核心模块类似，就是将一些预先设计好的功能或者说 API 封装到一个文件夹，提供给开发者使用。

Node 本身并没有太多的功能性 API，所以市面上涌现出大量的第三方人员开发出来的 Package。

包的加载机制

如果 Node中自带的包和第三方的包名冲突了，该怎么处理呢？原则是：

• 先在系统核心（优先级最高）的模块中找；
• 然后到当前项目中 node_modules 目录中找。

比如说：

requiere(`fs`)

那加载的肯定是系统的包。所以，我们尽量不要创建一些和现有的包重名的包。

NPM的概念

包的生态圈一旦繁荣起来，就必须有工具去来管理这些包。NPM 应运而生。

NPM：Node Package Manager。官方链接： https://www.npmjs.com/

随着时间的发展，NPM 出现了两层概念：

• 一层含义是 Node 的开放式模块登记和管理系统，亦可以说是一个生态圈，一个社区。
• 另一层含义是 Node 默认的模块管理器，是一个命令行下的软件，用来安装和管理 Node 模块。

NPM 的安装（不需要单独安装）

NPM 不需要单独安装。默认在安装 Node 的时候，会连带一起安装 NPM：

NVM、Node、NPM 安装之后，目录分布如下：

输入 npm -v，查看 npm 的版本：

如果上方命令无效，可能是之前的 node 并没有完全安装成功。解决办法：
https://segmentfault.com/a/1190000011114680

另外，Node 附带的 NPM 可能不是最新版本，可以用下面的命令，更新到最新版本：

$ npm install npm -g

配置 NPM 的全局目录（暂略）

NPM 默认安装到当前正在使用 Node 版本所在目录下。我们建议重新配置 NPM 的全局目录。

输入npm config ls，查看：

NPM的常用命令

查看 npm 当前版本：

npm -v

更新 npm：

npm install npm@latest -g

项目初始化：（执行完成后，会生成package.json文件）

npm init# 快速跳过问答式界面，选择默认配置npm init --yes

只在当前工程下安装指定的包：

npm install [package]

在全局安装指定的包：

npm install -g [package]

安装的包只用于开发环境，不用于生产环境：（会出现在 package.json 文件中的 devDependencies 属性中）

npm install [package] --save-dev# 或者npm install [package] -D

安装的包需要发布到生产环境：（会出现在 package.json 文件中的 dependencies 属性中）

npm install [package] --save# 或者npm install [package] -S

查看当前目录下已安装的node包：

npm list

查看全局已经安装的node包：

npm list -g

查看npm帮助命令：

npm --help

查看指定命令的帮助：

npm [指定命令] --help

更新指定的包：

npm update [package]

卸载指定的包：

npm uninstall [package]

查看配置信息：

npm config list

查看本地安装的指定包的信息，没有则显示empty：

npm ls [package]

查看全局安装的指定包的信息，没有则显示empty：

npm ls [package] -g

查看远程npm上指定包的所有版本信息：

npm info [package]

查看当前包的安装路径：

npm root

查看全局包的安装路径：

npm root -g

配置 npm 镜像源

由于 npm 默认的下载地址在国外（npmjs.com），有时候会被墙，导致无法下载或者下载很慢。因此，我们可以尝试切换成，从其他的镜像源下载npm包。

切换镜像源，有下面这几种方式：

• 方式1：临时切换镜像源。
• 方式2：切换镜像源
• 方式3：通过 NRM 切换镜像源（最为推荐的方式）。
• 方式4：cnpm。

下面来分别讲一下。

方式1：临时切换镜像源

安装指定包的时候，通过追加 --registry参数即可。格式如下：

# 格式npm install [package] --registry [https://xxx]# 举例：在下载安装 express 这个包的时候，临时指定镜像源为 https://registry.npm.taobao.orgnpm install express --registry https://registry.npm.taobao.org

方式2：切换镜像源

npm config set registry https://registry.npm.taobao.org

执行上述命令后，以后下载所有 npm 包的时候，都会改为使用淘宝的镜像源。

方式3：通过 NRM 切换镜像源（推荐）

NRM：Node Registry Manager。作用是：切换和管理npm包的镜像源。

• 项目地址：https://www.npmjs.com/package/nrm
• GitHub地址： https://github.com/Pana/nrm

安装 NRM：

    npm install -g nrm

NRM 的常用命令：

# 显示全部的镜像nrm ls# 使用淘宝的镜像nrm use taobao

效果如下：

推荐的国内加速镜像淘宝：https://npm.taobao.org/

方式4：安装cnpm

• 项目地址：https://npm.taobao.org/

安装cnpm替换npm（npm 由于源服务器在国外，下载包的速度较慢，cnpm 会使用国内镜像）：

npm install -g cnpm --registry=https://registry.npm.taobao.org

以后我们就可以通过 cnpm 命令去安装一个包。举例如下：

# 安装 vue 这个包cnpm install vue

这里的单词 install 可以简写成 i。

Node.js 的简单使用

我们可以输入node命令，然后在里面写 js 的代码。

或者，也可以 通过 node 运行 指定的 js 文件。比如，编写好一个 js文件01.js，然后在命令行输入：

    node 01.js

就可以执行这个 js 程序，直接在命令行查看运行结果。