D1.Nodejs 入门篇


分享第一篇,关于 NodeJS —— Javascript 的常用知识以及如何从 Javascript 开发者过渡到 NodeJS 开发者(不会介绍具体的框架)。在读本文前,希望你对 javascript 有一些初步的认识。

Javascript 是一门原型模型的解释型语言。解释型将在后面的 NodeJS 里面讨论,原型链是 ES6 之前的 Javascript 的面向对象的实现方式之一,在 ES6 中支持的 class 增加了一种新的实现方式。在 Javascript 里面所有东西都是对象,包括 “类”。接触过 ruby/python 的元编程的可能会觉得这个很熟悉,Javascript 也很容易是实现出动态的生成类的方法。

1. 基于原型链实现的简单的“类”

javascriptvar Person = function(name){
  this.name = name;
};

Person.staticSay = function(name){
  console.log('Hello ' + name);
};

Person.prototype.sayHi = function(){
  Person.staticSay(this.name);
}

提一些常见的规范,例如 Javascript 中所有的方法都是驼峰命名,优先使用单引号,两个空格等等,更多的规范可以参考 https://github.com/airbnb/javascript

代码中的staticSay为静态方法,即只能通过 Person.staticSay来调用。 当上面的 Person 生成实例的时候,例如 var vincent = new Person('vincent');的时候,vincent会自动继承 Person.prototype 的所有方法(代码中的 this 指代的是当前上下文,即上文中的 vincent)。

同时也可以动态的为对象 vincent 添加方法,例如如下代码:

javascriptvar vincent = new Person('vincent')
vincent.tellName = function(){
  console.log('Hi, i/'m am' + this.name)
};

然后当你需要模拟继承的时候,就需要在 prototype 上下功夫。例如下面使用 Worker.prototype = new Person() 来实现,new Person() 返回的实例对象带着的所有方法、属性都被赋给了 prototype,变相模拟了继承。这种方式最终一层层的往上找 prototype 里面的内容(因为每个实例具有的方法都在 prototype 里面,往上直到 Object)。当然也可以通过遍历来进行对 prototype 赋值来模拟继承。

2. 上下文切换

上下文最直观的表现就是代码块中的 this,通常在面向对象的编程中用到,来指代当前“类”生成的对应实例,与其他语言的 self一致。

继续用上文中的例子,上文中已经实现了一个 Person.prototype.sayHi方法,现在我有一个新的对象,代码如下:

javascriptvar Cat = function(name){
  this.name = name;
}

var c = new Cat('tomcat');

如果某天突然异想天开希望这只猫像人一样介绍他自己怎么办,他自己没有 sayHi 这个方法。但是可以通过 console.log(Person.prototype.sayHi)是可以拿到人类的 sayHi 方法的,怎么让猫也可以使用呢?

Javascript 有两个方法,callapply,他们的区别就是参数不同(自行谷歌),作用是用来切换上下文。简单说就是可以把 Person.prototype.sayHi这个函数中的 this 变成其他对象。使用方式: Person.prototype.sayHi.call(c)

这个实用嘛?例如如下场景:

javascriptvar doSomething = function(){
  var persons = arguments;
};

上面的函数中,通过关键字 arguments获取所有的参数来支持不定数量的参数。现在我们希望对 persons用一些原属于 Array 类型的方法,如何实现呢?这里就可以用上下文切换来实现:

javascriptvar doSomething = function(){
  var persons = arguments;
  // 使用 Array 的 slice 方法,将 arguments 对象转变为 Array 实例
  var persons_arr = Array.prototype.slice.call(arguments);
};

3. 闭包

先来段常见的代码

javascriptfor (var i = 0; i < 3; i ++){
  setTimeout(function(){
    console.log(i);
  }, i)
}

这个会输出什么结果呢?依次输出 0 1 2 ?实际情况是,当 setTimeout第一次执行回调的时候,for 循环已经结束了,也就是说此时的 i 已经是 3 了,导致最终的输出结果是 3 3 3。

当你需要保护某一个变量,使得他不被外围的代码所影响的时候,你可能就需要考虑下闭包 —— 一个封闭的作用域的代码块。

javascriptfor (var i = 0; i < 3; i ++){
  +function(i){
    setTimeout(function(){
      console.log(i);
    }, i)
  }(i)
}

咦, +是干嘛的,有没有其他方式实现,请自行谷歌。闭包内的 i 的作用域是一个封闭的作用域,所以最终 闭包内的 i 一直没有被外面的执行改变,所以可以成功的输出 0 1 2。


简单的介绍了 javascript 部分特性,关键字 原型链、call 和 apply、arguments 关键字,更多的建议可以看看例如权威指南这样的书,或者快速了解下基本的类型以及每个类型有的方法。有一些比较神奇的代码,例如获得当前的代码的字符串,然后进行处理得到自己想要的内容,使用 getter 和 setter 在用户对对象属性获取或者赋值的时候做一些特殊的操作等等。

4. NodeJS 和 Javascript 的开发区别

这块主要介绍 require 加载的基础知识,首先先介绍一些代码:

javascript// a.js
module.exports = {
  name: "a",
  doSomething: function(){
    return "something";
  }
}

// b.js
var a = require('./a')
global.a_name = a.name;

// c.js
require('./b');
console.log(a_name) // 执行后打印 a 

当我们执行 node c.js的时候发生了什么?

  1. require是 nodes 关键字,虽然 NodeJS 是以异步著称,但是他的 require都是阻塞的。否则就会出现还没有载入其他模块,已经开始执行下面的代码的情况。
  2. require.resolve()方法是用来找出你所引用的文件的实际路径,找出后 Nodejs 会在 require.cache里面寻找是否有缓存,没有的话则会读取文件然后解析,所以通常情况下,一个 js 文件里面的执行的代码只会在第一次被 require 的时候被执行。(tip. require.cache 如果有需要的话是可以手动删除一些东西的,然后可以某种程度上可以执行多次)
  3. 当 b.js 开始执行的时候,他需要先载入 a.js,module.exports告诉 Nodejs 这个文件对外暴露写什么,例如 a.js 暴露的是一个对象,包含 name 属性和 doSomething 方法。然后 b.js 中的 a 变量其实就是这个对象。
  4. 执行完获取 a.js 后,继续回到 b.js ,global.a_name 相当于声明了一个全局变量,这个和前端中的 window.a_name = a.name 效果类似。
  5. 最终过程完成,c.js 执行输出值。

5. 异步的底层原理

NodeJS 很容易给人一种使用上的错觉,就是写了很久都可能不知道底层的异步是怎么实现的。(下面的理解主要来自于对 python3.4 中的 asyncio 的理解,如有错误欢迎指出)。

NodeJS 底层的 libev 分别在 Window 下使用 IOCP 和 *nix 下使用基于 AIO 的 libeio 来实现异步。通过系统层面的技术,最后达到一个目的,就是应用程序发起一个异步请求,最终在系统执行完后,系统通知应用程序处理完成。在这个过程中,应用程序可以将之前的处理挂起/推入线程池中等待执行,而应用程序在此期间可以执行其他任务。

整个的运行通过系统层面的事件循环来进行运作。例如 Python 提供了类似于 run_until 以及 run_forever 的这样的方法,保证在异步执行之前程序不会结束运行。将整个异步想象成一个一直在运作的车间,车间里面的机器负责查看包裹并盖章这样的操作,工人拿到了一个包裹,然后贴上相应的标签后放进去,等车间处理完后再交还给工人,工人根据包裹上他之前贴上的标签和被车间贴上的标签,进行下一步的处理。工人无需等待包裹检查完毕才能进行下一个,他只需要接受简单处理,然后放入车间进行检查。然后等某个时间车间返回给他某个包裹,他再去进行下一步的操作。


目前主要还是只介绍了一些语言层面的知识,但是只有这些距离开发一个完整的 web 还有一些距离,将在后面继续介绍。包括 Redis,Nginx,测试驱动等等。

原文:https://github.com/vincenting/note/issues/1


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