《Node.js 开发实战》总结

课程背景介绍

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，使其轻量又高效。

在 Node.js 里运行 JavaScript 跟在 Chrome 里运行 JavaScript 有什么不同?

• Node.js 没有浏览器 API ，即 document ，window 等
• 加了许多 Node.js API 。
• 对于开发者来说，Node.js :
  • 你在 Chrome 里写 JavaScript 控制 浏览器
  • Node.js 让你用类似的方式，控制 整个计算机

Node.js 能用来做什么: Web 服务

• 搜索引擎优化 + 首屏速度优化 = 服务端渲染
• 服务端渲染 + 前后端同构 = Node.js

构建工作流 Gulp: https://gulpjs.com

npm install gulp-cli -g
npm install gulp -D
npx -p touch nodetouch gulpfile.js
gulp --help

• 构建工具不会永远不出问题
• 构建工具不会永远满足需求
• 使用 Node.js 做 JS 构建工具，是最保险的选择

开发工具 Visual Studio Code: https://code.visualstudio.com

可扩展性

• 大型应用需要给使用者自定义模块的能力
• 使用 Node.js 做复杂本地应用
  • 可以利用 JS 的灵活性提供外部扩展
  • JS 庞大的开发者基数让他们的灵活性得到利用

客户端应用 - twitch.tv

• 在已有网站的情况下需要新开发客户端应用。
• 用 Node.js 客户端技术(electron)实现，最大限度复用现有工程。

课程实战项目介绍

Node.js 版极客时间网站
• 列表页
• 打通前后台
• 服务端渲染
• 详情页
• 网页路由
• 异步加载 • 播放页
• API服务器

技术预研篇

What?

• 分析要做的需求，找出技术难点。
• 针对每个技术难点设计 demo 进行攻克。

BFF 层(Backend for Frontend)

• 对用户侧提供 HTTP 服务
• 使用后端 RPC 服务

CommonJS 模块规范

• JavaScript 社区发起，在 Node.js 上应用并推广
• 后续也影响到了浏览器端 JavaScript=

npm 及 npm 包

• npm 是什么
  • Node.js 的包管理工具
• 包是什么
  • 别人写的 Node.js 模块

Node.js 内置模块

Node.js.png

Node.js 的非阻塞 I/O

• I/O 即 Input/Output，一个系统的输入和输出
• 阻塞 I/O 和非阻塞 I/O 的区别就在于 系统接收输入再到输出期间，能不能接收其他输入

Node.js 异步

Node.js 异步编程 - callback

• 回调函数格式规范
  • error-first callback
  • node-style callback
• 第一个参数是 error，后面的参数才是结果
• 异步流程控制
• npm: async.js
• thunk

Node.js 事件循环

Node.js 异步编程 - Promise

• 当前事件循环得不到的结果，但未来的事件循环会给到你结果
• 是一个状态机
  • pending
  • fulfilled/resolved
  • rejected

Promise.png

• .then 和 .catch

  • resolved 状态的 Promise 会回调后面的第一个 .then
  • rejected 状态的 Promise 会回调后面的第一个 .catch
  • 任何一个 rejected 状态且后面没有 .catch 的 Promise，都会造成 浏览器 /node 环境 的全局错误

• 执行 then 和 catch 会返回一个新 Promise，该 Promise 最终状态根据 then 和 catch 的回调函数的执行结果决定

  • 如果回调函数最终是 throw，该 Promise 是 rejected 状态
  • 如果回调函数最终是 return，该 Promise 是 resolved 状态
  • 但如果回调函数最终 return 了一个 Promise ，该 Promise 会和回调函数 return 的 Promise 状态保持一致

Node.js 异步编程 – async/await

• async function 是 Promise 的语法糖封装
• 异步编程的终极方案 – 以同步的方式写异步
  • await关键字可以“暂停”asyncfunction的执行
  • await关键字可以以同步的写法获取Promise的执行结果
  • try-catch可以获取await所得到的错误
• 一个穿越事件循环存在的 function

HTTP 服务

HTTP 是什么?

• 应用层协议
• 五层网络协议
  • 应用层
  • 传输层
  • 网络层
  • 数据链路层
  • 物理层

一个网页请求，包含两次 HTTP 包交换

1. 浏览器向 HTTP 服务器发送请求 HTTP 包
2. HTTP 服务器向浏览器返回 HTTP 包

HTTP 服务要做什么事情?

1. 解析进来的 HTTP 请求报文
2. 返回对应的 HTTP 返回报文

HTTP 服务框架

要了解一个框架，最好的方法是

1. 了解它的关键功能
2. 推导出它要解决的问题是什么

Express

核心功能:

• 路由
• request/response 简化
  • request:pathname、query等
  • response:send()、json()、jsonp()等
• 中间件
  • 更好地组织流程代码
  • 异步会打破Express的洋葱模型

Koa

核心功能:

• 比 Express 更极致的 request/response 简化

  • ctx.status=200
  • ctx.body='helloworld'

• 使用 async function 实现的中间件

  • 有“暂停执行”的能力
  • 在异步的情况下也符合洋葱模型

• 精简内核，所有额外功能都移到中间件里实现。

Express vs Koa

• Express 门槛更低，Koa 更强大优雅。

• Express 封装更多东西，开发更快速，Koa 可定制型更高。

• 孰“优”孰“劣”?

  • 框架之间其实没有优劣之分
  • 不同的框架有不同的适用场景

RPC 调用

• Remote Procedure Call(远程过程调用)

• 和 Ajax 有什么相同点?

  • 都是两个计算机之间的网络通信
  • 需要双方约定一个数据格式

• 和 Ajax 有什么不同点?

  • 不一定使用 DNS 作为寻址服务
  • 应用层协议一般不使用 HTTP
  • 基于 TCP 或 UDP 协议

• 寻址/负载均衡

  • Ajax:使用 DNS 进行寻址

Ajax.png

• RPC:使用特有服务进行寻址

RPC.png

• 和 Ajax 有什么相同点?
  • 都是两个计算机之间的网络通信
  • 需要双方约定一个数据格式
• TCP 通信方式
  • 单工通信

单工通信.png

• 半双工通信

半双工通信.png

• 全双工通信

全双工通信.png

• 二进制协议
  • 更小的数据包体积
  • 更快的编解码速率

二进制协议.png

Node.js Buffer 编解码二进制数据包

• 大小端问题
• 几个 Byte 里，高位与低位的编排顺序不同。
• 处理方法与 string 接近
• 使用 concat 而不是 + 来避免 utf-8 字符拼接问题。

• Protocol Buffer
• Google 研发的二进制协议编解码库
• 通过协议文件控制 Buffer 的格式 • 更直观
• 更好维护
• 更便于合作

Node.js net 搭建多路复用的 RPC 通道

Node.js net 模块

• 全双工的通信通道搭建
  • 关键在于应用层协议需要有标记包号的字段
    • 处理以下情况，需要有标记包长的字段
    • 粘包
• 不完整包
• 错误处理

项目开发篇

性能调优篇

框架、工程化篇