Nodejs学习笔记之入门篇

本系列教程致力于帮助你掌握如何使用Node.js进行应用开发，同时为你传授所有必需的“高级”JavaScript知识。我们保证，绝不仅仅是教你编写简单的“Hello World”程序。

第一篇，关于NodeJS与JavaScript的基础知识及如何从JavaScript开发者过渡到NodeJS开发者。在开始阅读本文之前，希望你已对JavaScript有初步的了解。

JavaScript是一门基于原型的解释型语言。它的原型链是其面向对象的实现方式之一（在ES6之前），而在ES6中，支持的class为其增加了一种新的实现方式。在JavaScript中，一切皆对象，包括“类”。如果你熟悉ruby或python的元编程，可能会觉得这个概念非常亲切。JavaScript很容易实现动态的类生成方法。

一、基于原型链实现的简单“类”

让我们通过一个简单的例子来理解：

```javascript

var Person = function(name){

this.name = name;

};

Person.staticSay = function(name){

console.log('Hello ' + name);

};

Person.prototype.sayHi = function(){

Person.staticSay(this.name);

}

```

这里有一些常见的规范，例如：在JavaScript中，所有的方法都使用驼峰命名，优先使用单引号等。当我们创建Person的实例时，例如`var vincent = new Person('vincent')`，vincent会自动继承Person.prototype的所有方法。这里的`this`指代的是当前上下文，即这里的vincent。

你也可以动态地为对象添加方法，例如：

```javascript

var vincent = new Person('vincent');

vincent.tellName = function(){

console.log('Hi, I am ' + this.name);

};

```

当我们需要模拟继承时，就需要在prototype上下功夫。例如，我们可以通过`Worker.prototype = new Person()`来实现。这种方式是通过遍历来模拟继承，每一层实例都具有的方法都可以在prototype中找到，直到最顶层的Object。

二、上下文切换

上下文最直观的表现就是代码块中的this关键字。在面向对象的编程中，this通常指代当前类生成的对应实例。

假设我们有一个新的对象Cat：

```javascript

var Cat = function(name){

this.name = name;

}

var c = new Cat('tomcat');

```

如果我们希望这只猫能像人一样介绍自己，尽管Cat没有sayHi这个方法，但我们可以通过调用Person的原型方法来实现。在JavaScript中，call和apply方法可以用来切换上下文。例如，我们可以使用`Person.prototype.sayHi.call(c)`来让cat自我介绍。这种技术在实际编程中非常实用。例如在不定数量的参数处理中：

```javascript

var doSomething = function(){

var persons = arguments; // 获取所有参数

};

```

在这个函数中，我们使用arguments关键字获取所有的参数，以适应不定数量的参数输入。这是NodeJS和JavaScript中的高级技巧，通过学习这个系列教程，你将逐渐掌握这些技巧并能够在实践中应用它们。在我们希望为 `persons` 这样的对象赋予一些原本属于数组（Array）类型的方法时，我们可以通过上下文切换来实现这一功能。这是因为在 JavaScript 中，几乎所有对象都可以自定义方法和属性。我们可以为 `persons` 对象添加新的方法，这些方法可以模拟数组中的常用操作。

例如，我们可以创建一个 `persons` 对象，并使用 `Array.prototype.slice` 方法来为其添加切片功能。这样，即使 `persons` 不是一个数组，它也能使用数组的 `slice` 方法。为了实现这一点，我们可以使用以下代码：

```javascript

var persons = arguments; // 获取参数作为persons对象

// 为persons对象添加slice方法，使其能够像数组一样切片

persons.slice = Array.prototype.slice;

```

接下来，让我们深入 JavaScript 中的一些特性和概念。

一、闭包

先来一段常见的代码示例：

```javascript

for (var i = 0; i < 3; i++){

setTimeout(function(){

console.log(i);

}, i 1000);

}

```

上述代码的输出结果可能并不是依次输出 0、1、2。由于 JavaScript 的异步特性，当 `setTimeout` 第一次执行回调时，for 循环可能早已结束，导致此时的 `i` 值已经是 3。为了解决这个问题，我们可以使用闭包来创建一个封闭的作用域，确保 `i` 的值在回调函数中保持不变。修改后的代码如下：

```javascript

for (var i = 0; i < 3; i++){

(function(j){ // 创建闭包来封装i的值

setTimeout(function(){

console.log(j); // 使用j代替i在闭包内部使用

}, i 1000);

})(i); // 立即执行函数并传递i作为参数j

}

```

通过这种方式，每个 setTimeout 的回调都会捕获其对应的 `i` 值，形成一个闭包，确保正确的输出。

二、NodeJS 和 JavaScript 的开发区别

在 Node.js 中，我们使用 `require` 关键字来加载模块。当执行 `require` 时，Node.js 会查找指定模块的路径并加载它。这一过程是阻塞的，确保模块只在第一次被 `require` 时加载。与前端 JavaScript 中的模块加载机制类似，但在 Node.js 中更加明确和严格。

三、异步的底层原理

Node.js 的异步特性主要依赖于事件循环（Event Loop）。当 Node.js 遇到需要长时间运行的操作（如网络请求、文件读写等）时，它会将这些操作放入事件队列，并在适当的时候由事件循环来处理。这使得 Node.js 在处理 I/O 密集型任务时表现出色。底层实现涉及操作系统的 API 和事件循环机制，确保了异步操作的效率和性能。在底层技术的之下，NodeJS 利用 libev 为我们带来了一场革命性的变革。在 Windows 中，IOCP（IO 完成端口）与 nix 系统中的基于 AIO（异步输入输出）技术的 libeio 被巧妙地引入，共同构建了 Node 的异步能力。这是一种系统层面的技术革新，确保应用程序发起异步请求后，能够轻松地将处理任务挂起或推入线程池中，让应用程序在此期间可以执行其他任务。

想象一下，整个运行过程就像是一个高效运转的事件循环车间。正如 Python 中的 run_until 和 run_forever 等方法所保证的一样，异步执行不会让程序过早结束运行。在这个车间里，机器负责检查包裹并盖章，工人们则负责贴上标签并放入车间。当处理完毕后，包裹会返回到工人手中，工人再根据标签进行下一步操作。这样的流程使得工人无需等待每个包裹处理完毕才能进行下一个任务，只需将包裹放入车间即可继续其他工作。车间会在适当的时候将处理好的包裹返回给相应的工人。

NodeJS 的这种底层设计不仅带来了语言层面的革新，更为开发完整的 web 应用提供了强大的支持。在后续的内容中，我们将深入 Redis、Nginx 以及测试驱动等关键技术，共同构建强大的 web 应用。这些技术将帮助我们更好地理解和应用 NodeJS 的强大功能，实现更高效、更稳定的应用程序开发。

以上就是本文的全部内容了，希望大家喜欢并能够在未来的开发过程中加以应用。让我们共同期待更多有关 NodeJS 的精彩内容吧！现在请允许 Cambrian 渲染主体内容结束。