Node.js を理解する

Node.js の仕組みを理解するには、まず Javascript をサーバーサイド開発に適したものにする主要な機能のいくつかを理解する必要があります。 JavaScript はシンプルでありながら柔軟な言語であり、この柔軟性により、時の試練に耐えることができます。関数やクロージャなどの機能により、JavaScript は Web 開発に理想的な言語になります。

JavaScript は信頼できないという偏見がありますが、そうではありません。 Javascript に対する人々の偏見は DOM に由来します。DOM は、JavaScript がブラウザと対話するためにブラウザの製造元によって提供される API です。ブラウザの製造元によって実装される DOM には違いがあります。ただし、JavaScript 自体は、さまざまなブラウザーや Node.js で実行できる明確に定義された言語です。このセクションでは、まず Javascript の基本と、Node.js が Javascript を使用して優れたパフォーマンスの Web 開発プラットフォームを提供する方法を紹介します。

変数

JavaScript では、var キーワードを使用して変数を定義します。たとえば、次のコードは foo という名前の変数を作成し、コマンドラインに出力します。 (コマンドラインで node variable.js を使用して次のコードファイルを実行できます。)var关键字定义变量。例如下面的代码创建了一个名为foo的变量，并在命令行中输出。(可以通过node variable.js在命令行中执行下面的代码文件。)

代码文件 variable.js

var foo = 123;console.log(foo); // 123

ログイン後にコピー

Javascript运行环境（浏览器或者Node.js）通常会定义一些我们可以使用的全局变量，例如console对象，console对象包含一个成员函数log，log函数能够接受任意数量的参数并输出它们。我们接下来会遇到更多的全局对象，你将会发现，Javascript具有一个优秀的编程语言应该包含的大部分特性。

数值

Javascript支持常见的算数操作符（+，-，*，/，%）。例如下列代码：

var foo = 3;
var bar = 5;
console.log(foo+1); //4
console.log(foo / bar); //0.6
console.log(foo * bar); //15
console.log(foo - bar); //-2
console.log(foo % 2); //取余：1

ログイン後にコピー

布尔值

布尔值包括true和false。你可以给变量赋值为true或false，并对其进行布尔操作。例如下列代码：

var foo = true;
console.log(foo); //true//常见的布尔操作符号: &&，||， !
console.log(true && true); //true
console.log(true && false); /false
console.log(true || false); //true
console.log(false || false); //false
console.log(!true); //false
console.log(!false); //true

ログイン後にコピー

数组

在Javascript中，我们可以通过[]创建数组。数组对象包含很多有用的函数，例如下列代码所示：

var foo = [];

foo.push(1); //添加到数组末尾
console.log(foo); // [1]

foo.unshift(2);  //添加到数组头部
console.log(foo); // [2, 1]//数组起始位置从0开始
console.log(foo[0]); // 2

ログイン後にコピー

对象字面量

Javascript中通常使用对象字面量{}创建对象，例如下列代码所示：

var foo = {};
console.log(foo); // {}
foo.bar = 123;
console.log(foo); // {bar: 123}

ログイン後にコピー

上面的代码在运行时添加对象属性，我们也可以在创建对象时定义对象属性：

var foo = {  bar: 123
};
console.log(foo); // {bar: 123}

ログイン後にコピー

对象字面量中可以嵌套其它对象字面量，例如下列代码所示：

var foo = {
  bar: 123,
  bas: {
    bas1: &#39;some string&#39;,
    bas2: 345
  }
};
console.log(foo);

ログイン後にコピー

当然，对象字面量中也可以包含数组：

var foo = {  bar: 123,  bas: [1,2,3]
};
console.log(foo);

ログイン後にコピー

数组当中也可以包含对象字面量：

var foo = {  bar: 123,  bas: [{      qux: 1
    },
    {      qux: 2
    },
    {      qux: 3
    }]
};
console.log(foo.bar); //123
console.log(foo.bas[0].qux); // 1
console.log(foo.bas[2].qux); // 2

ログイン後にコピー

函数

Javascript的函数非常强大，我们接下来将通过一系列的例子来逐渐了解它。
通常情况下的Javascript函数结构如下所示：

function functionName(){  //函数体
}

ログイン後にコピー

Javascript的所有函数都有返回值。在没有显式声明返回语句的情况下，函数会返回undefined。例如下面代码所示：

function foo(){return 123;}console.log(foo); // 123function bar(){ }console.log(bar()); // undefined

ログイン後にコピー

立即执行函数

我们在定义函数以后立即执行它，通过括号()包裹并调用函数。如下列代码所示：

(function foo(){
  console.log(&#39;foo was executed!&#39;);
})();

ログイン後にコピー

出现立即执行函数的原因是为了创建新的变量作用域。if、else、while不会创建新的变量作用域，如下列代码所示：

var foo = 123;if(true){  var foo = 456;
}console.log(foo); // 456

ログイン後にコピー

在Javascrit中，我们通过函数创建新的变量作用域，例如使用立即执行函数：

var foo = 123;if(true){
  (function(){      var foo = 456;
  })();
}console.log(foo); // 123

ログイン後にコピー

在上面的代码中，我们没有给函数命名，这被称为匿名函数。

匿名函数

没有名字的函数被称为匿名函数。在Javascript中，我们可以把函数赋值给变量，如果准备将函数当作变量使用，就不需要给函数命名。下面给出了两种等价的写法：

var foo1 = function nameFunction(){  console.log(&#39;foo1&#39;);
}
foo1(); // foo1var foo2 = function(){  console.log(&#39;foo2&#39;);
}
foo2(); // foo2f

ログイン後にコピー

据说如果一门编程语言能够把函数当作变量来对待，它就是一门优秀的编程语言，Javascript做到了这一点。

高阶函数

由于Javascript允许我们将函数赋值给变量，所以我们可以将函数作为参数传递给其它函数。将函数作为参数的函数被称为高阶函数。setTimeout就是常见的高阶函数。

setTimeout(function(){console.log(&#39;2000 milliseconds have passed since this demo started&#39;);
}, 2000);

ログイン後にコピー

如果在Node.js中运行上面的代码，会看到命令窗口2秒钟后输出信息。在上面的代码中，我们传递了一个匿名函数作为setTimeout

コードファイル variable.js

function foo(){  console.log(&#39;2000 milliseconds have passed since this demo started&#39;);
}
setTimeout(foo, 200);

ログイン後にコピー

JavaScript ランタイム環境 (ブラウザまたは Node.js) は通常、console オブジェクトなど、使用できるいくつかのグローバル変数を定義します。 console オブジェクトにはメンバー関数 log< が含まれます。 /code > の場合、<code>log 関数は任意の数のパラメータを受け入れて出力できます。次にさらにグローバルオブジェクトに遭遇しますが、JavaScript には優れたプログラミング言語に含まれるべき機能のほとんどが備わっていることがわかります。

数値

Javascript は一般的な算術演算子 (+、-、*、/、< code>) をサポートしています。 >%)。たとえば、次のコード:

function outerFunction(arg){  var variableInOuterFunction = arg;  function bar(){console.log(variableInOuterFunction);
  }

  bar();
}

outerFunction(&#39;hello closure!&#39;);   // hello closure!

ログイン後にコピー

ブール値

🎜ブール値には、true と false が含まれます。変数に true または false の値を割り当てて、その変数に対してブール演算を実行できます。たとえば、次のコード: 🎜

function outerFunction(arg){  var variableInOuterFunction = arg;  return function(){console.log(variableInOuterFunction);
  }
}var innerFunction = outerFunction(&#39;hello closure!&#39;);

innerFunction(); // hello closure!

ログイン後にコピー

🎜Array🎜🎜 Javascript では、[] を通じて配列を作成できます。次のコードに示すように、配列オブジェクトには多くの便利な関数が含まれています: 🎜

function longRunningOperation(callback){
  setTimeout(callback, 3000);
}function UserClicked(){  console.log(&#39;starting a long operation&#39;);
  longRunningOperation(function(){      console.log(&#39;ending a long operation&#39;);
  })
}
UserClicked();

ログイン後にコピー

🎜オブジェクトリテラル🎜🎜オブジェクトリテラル {} は、通常、次のコードに示すように、JavaScript でオブジェクトを作成するために使用されます: 🎜

function longRunningOperation(callback){
  setTimeout(callback, 3000);
}function webRequest(request){  console.log(&#39;starting a long operation for request:&#39;, request.id);
  longRunningOperation(function(){console.log(&#39;ending a long operation for request:&#39;, request.id);
  });
}

webRequest({id: 1});
webRequest({id: 2});

//输出
//starting a long operation for request: 1//starting a long operation for request: 2//ending a long operation for request: 1//ending a long operation for request: 2

ログイン後にコピー

🎜 上記のコードは、実行時にオブジェクトプロパティを追加します。オブジェクトの作成時にオブジェクトプロパティを定義することもできます。 🎜

console.time(&#39;timer&#39;);
setTimeout(function(){  console.timeEnd(&#39;timer&#39;);  //timer: 1002.615ms
}, 1000)

ログイン後にコピー

🎜 次のコードに示すように、他のオブジェクトリテラルをオブジェクトリテラルにネストすることができます。 🎜

console.time(&#39;timeit&#39;);function fibonacci(n){  if(n<2){return 1;
  }else{return fibonacci(n-2) + fibonacci(n-1);
  }
}
fibonacci(44);console.timeEnd(&#39;timeit&#39;);  //我的电脑耗时 11863.331ms，每台电脑会有差异

ログイン後にコピー

🎜 もちろん、オブジェクトリテラルです。配列を含めることもできます: 🎜

function fibonacci(n){  if(n<2){return 1;
  }else{return fibonacci(n-2) + fibonacci(n-1);
  }
}console.time(&#39;timer&#39;);
setTimeout(function(){  console.timeEnd(&#39;timer&#39;);  // 输出时间会大于 1000ms
}, 1000)

fibonacci(44);

ログイン後にコピー

🎜 配列にはオブジェクトリテラルも含めることができます: 🎜

var foo;console.log(foo);  //undefined

ログイン後にコピー

🎜Function🎜🎜Javascript 関数は非常に強力です。一連の例を通して徐々に理解していきます。 🎜通常の Javascript 関数の構造は次のとおりです: 🎜

var foo = {bar: 123};
console.log(foo.bar); // 123
console.log(foo.bas); // undefined

ログイン後にコピー

🎜 Javascript のすべての関数には戻り値があります。明示的な return ステートメントがないと、関数は unknown を返します。たとえば、次のコードが表示されます。 🎜

console.log(5 == &#39;5&#39;); // true
console.log(5 === &#39;5&#39;); // false

ログイン後にコピー

関数をすぐに実行

🎜関数を定義した後すぐに実行し、括弧 () で関数をラップして呼び出します。次のコードに示すように: 🎜

function printableMessage(){  var message = &#39;hello&#39;;  function setMessage(newMessage){if(!newMessage) throw new Error(&#39;cannot set empty message&#39;);
    message = newMessage;
  }  function getMessage(){return message;
  }  function printMessage(){
    console.log(message);
  }  return {
    setMessage: setMessage,
    getMessage: getMessage,
    printMessage: printMessage
  };
}var awesome1 = printableMessage();
awesome1.printMessage(); //hellovar awesome2 = printableMessage();
awesome2.setMessage(&#39;hi&#39;);
awesome2.printMessage(); // hi

awesome1.printMessage(); //hello

ログイン後にコピー

🎜 即時実行関数が表示される理由は、新しい変数スコープを作成するためです。次のコードに示すように、if、else、while は新しい変数スコープを作成しません: 🎜

var foo = {  bar: 123,  bas: function(){console.log(&#39;inside this.bar is: &#39;, this.bar);
  }
}console.log(&#39;foo.bar is:&#39;, foo.bar); //foo.bar is: 123
foo.bas(); //inside this.bar is: 123

ログイン後にコピー

🎜 Javascript では、関数を渡します。たとえば、即時実行関数を使用して、新しい変数スコープを作成します。 🎜

function foo(){  console.log(&#39;is this called from globals? : &#39;, this === global); //true
}
foo();

ログイン後にコピー

🎜 上記のコードでは、関数に名前を付けていません。これは匿名関数と呼ばれます。 🎜

匿名関数

🎜 名前のない関数を匿名関数と呼びます。 Javascript では、関数を変数として使用する場合、関数に名前を付ける必要はありません。同等の記述方法を 2 つ以下に示します。 🎜

var foo = {  bar: 123
};function bas(){  if(this === global){console.log(&#39;called from global&#39;);
  }  if(this === foo){console.log(&#39;called from foo&#39;);
  }
}//指向global
bas(); //called from global//指向foo
foo.bas = bas;
foo.bas(); //called from foo

ログイン後にコピー

🎜関数を変数として扱えるプログラミング言語は優れたプログラミング言語であると言われており、JavaScript はこれを実現しました。 🎜

高階関数

🎜 Javascript では関数を変数に代入できるため、関数をパラメータとして他の関数に渡すことができます。関数を引数として取る関数は高階関数と呼ばれます。 setTimeout は一般的な高階関数です。 🎜

function foo(){  this.foo = 123;
  console.log(&#39;Is this global? : &#39;, this == global);
}

foo(); // Is this global? : true
console.log(global.foo); //123var newFoo = new foo(); //Is this glocal ? : false
console.log(newFoo.foo); //123

ログイン後にコピー

🎜 Node.js で上記のコードを実行すると、2 秒後に情報を出力するコマンドウィンドウが表示されます。上記のコードでは、setTimeout の最初のパラメータとして匿名関数を渡しました。通常の関数を渡すこともできます: 🎜

var foo ={};
foo._proto_.bar = 123;
console.log(foo.bar); //123

ログイン後にコピー

🎜 オブジェクトリテラルと関数を理解したので、クロージャの概念を理解します。 🎜🎜クロージャ🎜🎜クロージャは、他の関数内の変数にアクセスできる関数です。関数内に別の関数を定義すると、内側の関数は外側の関数の変数にアクセスできます。これはクロージャの一般的な形式です。いくつかの例を挙げて説明します。 🎜以下のコードでは、内部関数が外部関数の変数にアクセスできることがわかります。

function outerFunction(arg){  var variableInOuterFunction = arg;  function bar(){console.log(variableInOuterFunction);
  }

  bar();
}

outerFunction(&#39;hello closure!&#39;);   // hello closure!

ログイン後にコピー

令人惊喜的是：内部函数在外部函数返回之后依然可以访问外部函数作用域中的变量。这是因为，变量仍然被绑定于内部函数，不依赖于外部函数。例如：

function outerFunction(arg){  var variableInOuterFunction = arg;  return function(){console.log(variableInOuterFunction);
  }
}var innerFunction = outerFunction(&#39;hello closure!&#39;);

innerFunction(); // hello closure!

ログイン後にコピー

现在，我们已经了解了闭包，接下来，我们会探究一下使Javascript成为一门适合服务器端编程的语言的原因。

Node.js性能

Node.js致力于开发高性能应用程序。接下来的部分，我们会介绍大规模I/O问题，并分别展示传统方式及Node.js是如何解决这个问题的。

大规模I/O问题

大多数Web应用通过硬盘或者网络（例如查询另一台机器的数据库）获取数据，从硬盘或网络获取数据的速度远远慢于CPU的处理周期。当收到一个HTTP请求以后，我们需要从数据库获取数据，请求会一直等待直到获取数据完成。这些创建的连接和还未结束的请求会消耗服务器的资源（内存和CPU）。为了使同一台Web服务器能够处理大规模请求，我们需要解决大规模I/O问题。

每一个请求创建一个进程

传统的Web服务器为每一个请求创建一个新的进程，这是一种对内存和CPU开销都很昂贵的操作。PHP最开始就是采用的这种方法。在等待响应期间，进程仍然会消耗资源，并且进程的创建更慢。所以现代Web应用大多使用线程池的方法。

线程池

现代Web服务器使用线程池来处理每个请求。线程和进程相比，更加轻量级。在创建线程池以后，我们就不再需要为开始或结束进程而付出额外代价。当收到一个请求，我们为它分配一个线程。然而，线程池仍然会浪费一些资源。

单线程模式

我们知道为请求分别创建进程或者线程会导致系统资源浪费。与之相对，Node.js采取了单线程来处理请求。单线程服务器的性能优于线程池服务器的理念并不是Node.js首创，Nginx也是基于这种理念。Nginx是一种单线程服务器，能够处理极大数量的并发请求。
Javascript是单线程的，如果你有一个耗时操作（例如网络请求），就必须使用回调。下面的代码使用setTimeout模拟了一个耗时操作，可以用Node.js执行。

function longRunningOperation(callback){
  setTimeout(callback, 3000);
}function UserClicked(){  console.log(&#39;starting a long operation&#39;);
  longRunningOperation(function(){      console.log(&#39;ending a long operation&#39;);
  })
}
UserClicked();

ログイン後にコピー

让我们模拟一下Web请求：

function longRunningOperation(callback){
  setTimeout(callback, 3000);
}function webRequest(request){  console.log(&#39;starting a long operation for request:&#39;, request.id);
  longRunningOperation(function(){console.log(&#39;ending a long operation for request:&#39;, request.id);
  });
}

webRequest({id: 1});
webRequest({id: 2});

//输出
//starting a long operation for request: 1//starting a long operation for request: 2//ending a long operation for request: 1//ending a long operation for request: 2

ログイン後にコピー