node.js教程

简介

• 简单的说 Node.js 就是运行在服务端的 JavaScript。

• Node.js 是一个基于Chrome JavaScript 运行时建立的一个平台。

• Node.js是一个事件驱动I/O服务端JavaScript环境，基于Google的V8引擎，V8引擎执行Javascript的速度非常快，性能非常好。

查看版本

node -v
v12.9.0

Hello World

vim helloWorld.js

console.log(“Hello World”);

node helloWorld.js

交互模式

$ node
> console.log('Hello World!');
Hello World!

Node.js 安装配置

Mac安装
brew install node

Node.js 创建第一个应用

步骤一、引入 required 模块

我们使用 require 指令来载入 http 模块，并将实例化的 HTTP 赋值给变量 http，实例如下:

var http = require("http");

步骤二、创建服务器

接下来我们使用 http.createServer() 方法创建服务器，并使用 listen 方法绑定 8888 端口。 函数通过 request, response 参数来接收和响应数据。

实例如下，在你项目的根目录下创建一个叫 server.js 的文件，并写入以下代码：

var http = require('http');
http.createServer(function (request, response) {

    // 发送 HTTP 头部 
    // HTTP 状态值: 200 : OK
    // 内容类型: text/plain
    response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});

    // 发送响应数据 "Hello World"
    response.end('Hello World\n');
}).listen(8888);

// 终端打印如下信息
console.log('Server running at http://127.0.0.1:8888/');

以上代码我们完成了一个可以工作的 HTTP 服务器。

使用 node 命令执行以上的代码：

node server.js
Server running at http://127.0.0.1:8888/

接下来，打开浏览器访问 http://127.0.0.1:8888/，你会看到一个写着 “Hello World”的网页。

分析Node.js 的 HTTP 服务器：

• 第一行请求（require）Node.js 自带的 http 模块，并且把它赋值给 http 变量。

• 接下来我们调用 http 模块提供的函数： createServer 。这个函数会返回 一个对象，这个对象有一个叫做 listen 的方法，这个方法有一个数值参数， 指定这个 HTTP 服务器监听的端口号。

NPM 使用介绍

NPM是随同NodeJS一起安装的包管理工具，能解决NodeJS代码部署上的很多问题，常见的使用场景有以下几种：

• 允许用户从NPM服务器下载别人编写的第三方包到本地使用。

• 允许用户从NPM服务器下载并安装别人编写的命令行程序到本地使用。

• 允许用户将自己编写的包或命令行程序上传到NPM服务器供别人使用。

查看版本

$ npm -v
6.10.3

升级

$ sudo npm install npm -g

如果是 Window 系统使用以下命令即可：

npm install npm -g

使用淘宝镜像的命令：

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

使用 npm 命令安装模块

npm 安装 Node.js 模块语法格式如下：

$ npm install <Module Name>

以下实例，我们使用 npm 命令安装常用的 Node.js web框架模块 express:

$ npm install express

安装好之后，express 包就放在了工程目录下的 node_modules 目录中，因此在代码中只需要通过 require(‘express’) 的方式就好，无需指定第三方包路径。

var express = require('express');

全局安装与本地安装

npm 的包安装分为本地安装（local）、全局安装（global）两种，从敲的命令行来看，差别只是有没有-g而已，比如

npm install express          # 本地安装
npm install express -g   # 全局安装

如果出现以下错误：

npm err! Error: connect ECONNREFUSED 127.0.0.1:8087 

解决办法为：

$ npm config set proxy null

本地安装

• 1.将安装包放在 ./node_modules 下（运行 npm 命令时所在的目录），如果没有 node_modules 目录，会在当前执行 npm 命令的目录下生成 node_modules 目录。

• 2.可以通过 require() 来引入本地安装的包。

全局安装

• 1.将安装包放在 /usr/local 下或者你 node 的安装目录。
• 2.可以直接在命令行里使用。

如果你希望具备两者功能，则需要在两个地方安装它或使用 npm link。
接下来我们使用全局方式安装 express

$ npm install express -g

查看安装信息

你可以使用以下命令来查看所有全局安装的模块：

$ npm list -g

├─┬ cnpm@4.3.2
│ ├── auto-correct@1.0.0
│ ├── bagpipe@0.3.5
│ ├── colors@1.1.2
│ ├─┬ commander@2.9.0
│ │ └── graceful-readlink@1.0.1
│ ├─┬ cross-spawn@0.2.9
│ │ └── lru-cache@2.7.3
……

如果要查看某个模块的版本号，可以使用命令如下：

$ npm list grunt

projectName@projectVersion /path/to/project/folder
└── grunt@0.4.1

使用 package.json

package.json 位于模块的目录下，用于定义包的属性。接下来让我们来看下 express 包的 package.json 文件，位于 node_modules/express/package.json 内容：

Package.json 属性说明

name - 包名。

version - 包的版本号。

description - 包的描述。

homepage - 包的官网 url 。

author - 包的作者姓名。

contributors - 包的其他贡献者姓名。

dependencies - 依赖包列表。如果依赖包没有安装，npm 会自动将依赖包安装在 node_module 目录下。

repository - 包代码存放的地方的类型，可以是 git 或 svn，git 可在 Github 上。

main - main 字段指定了程序的主入口文件，require('moduleName') 就会加载这个文件。这个字段的默认值是模块根目录下面的 index.js。

keywords - 关键字

卸载模块

我们可以使用以下命令来卸载 Node.js 模块。

$ npm uninstall express

卸载后，你可以到 /node_modules/ 目录下查看包是否还存在，或者使用以下命令查看：

$ npm ls

更新模块

$ npm update express

搜索模块

$ npm search express

创建模块

创建模块，package.json 文件是必不可少的。我们可以使用 NPM 生成 package.json 文件，生成的文件包含了基本的结果。

$ npm init
This utility will walk you through creating a package.json file.
It only covers the most common items, and tries to guess sensible defaults.

See `npm help json` for definitive documentation on these fields
and exactly what they do.

Use `npm install <pkg> --save` afterwards to install a package and
save it as a dependency in the package.json file.

Press ^C at any time to quit.
name: (node_modules) runoob                   # 模块名
version: (1.0.0) 
description: Node.js 测试模块(www.runoob.com)  # 描述
entry point: (index.js) 
test command: make test
git repository: https://github.com/runoob/runoob.git  # Github 地址
keywords: 
author: 
license: (ISC) 
About to write to ……/node_modules/package.json:      # 生成地址

{
  "name": "runoob",
  "version": "1.0.0",
  "description": "Node.js 测试模块(www.runoob.com)",
  ……
}


Is this ok? (yes) yes

以上的信息，你需要根据你自己的情况输入。在最后输入 “yes” 后会生成 package.json 文件。

接下来我们可以使用以下命令在 npm 资源库中注册用户（使用邮箱注册）：

$ npm adduser
Username: mcmohd
Password:
Email: (this IS public) mcmohd@gmail.com

接下来我们就用以下命令来发布模块：

$ npm publish

如果你以上的步骤都操作正确，你就可以跟其他模块一样使用 npm 来安装。

版本号

使用NPM下载和发布代码时都会接触到版本号。NPM使用语义版本号来管理代码，这里简单介绍一下。

语义版本号分为X.Y.Z三位，分别代表主版本号、次版本号和补丁版本号。当代码变更时，版本号按以下原则更新。

• 如果只是修复bug，需要更新Z位。
• 如果是新增了功能，但是向下兼容，需要更新Y位。
• 如果有大变动，向下不兼容，需要更新X位。

版本号有了这个保证后，在申明第三方包依赖时，除了可依赖于一个固定版本号外，还可依赖于某个范围的版本号。例如”argv”: “0.0.x”表示依赖于0.0.x系列的最新版argv。

NPM支持的所有版本号范围指定方式可以查看官方文档。

NPM 常用命令

使用npm help可查看所有命令。

• NPM提供了很多命令，例如install和publish，使用npm help可查看所有命令。

• 使用npm help 可查看某条命令的详细帮助，例如npm help install。

• 在package.json所在目录下使用npm install . -g可先在本地安装当前命令行程序，可用于发布前的本地测试。

• 使用npm update 可以把当前目录下node_modules子目录里边的对应模块更新至最新版本。

• 使用npm update -g可以把全局安装的对应命令行程序更新至最新版。

• 使用npm cache clear可以清空NPM本地缓存，用于对付使用相同版本号发布新版本代码的人。

• 使用npm unpublish @可以撤销发布自己发布过的某个版本代码。

使用淘宝 NPM 镜像

大家都知道国内直接使用 npm 的官方镜像是非常慢的，这里推荐使用淘宝 NPM 镜像。

淘宝 NPM 镜像是一个完整 npmjs.org 镜像，你可以用此代替官方版本(只读)，同步频率目前为 10分钟 一次以保证尽量与官方服务同步。

你可以使用淘宝定制的 cnpm (gzip 压缩支持) 命令行工具代替默认的 npm:

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

这样就可以使用 cnpm 命令来安装模块了：

$ cnpm install [name]

Node.js REPL(交互式解释器)

Node.js REPL(Read Eval Print Loop:交互式解释器) 表示一个电脑的环境，类似 Window 系统的终端或 Unix/Linux shell，我们可以在终端中输入命令，并接收系统的响应。

Node 自带了交互式解释器，可以执行以下任务：

• 读取 - 读取用户输入，解析输入了Javascript 数据结构并存储在内存中。

• 执行 - 执行输入的数据结构

• 打印 - 输出结果

• 循环 - 循环操作以上步骤直到用户两次按下 ctrl-c 按钮退出。

Node 的交互式解释器可以很好的调试 Javascript 代码。

启动 Node 的终端：

$ node
Welcome to Node.js v12.9.0.
Type ".help" for more information.
>

简单的表达式运算

这时我们就可以在 > 后输入简单的表达式，并按下回车键来计算结果。

$ node
> 1 +4
5
> 5 / 2
2.5
> 3 * 6
18
> 4 - 1
3
> 1 + ( 2 * 3 ) - 4
3
>

使用变量

你可以将数据存储在变量中，并在你需要的时候使用它。

变量声明需要使用 var 关键字，如果没有使用 var 关键字变量会直接打印出来。

使用 var 关键字的变量可以使用 console.log() 来输出变量。

$ node
> x = 10
10
> var y = 10
undefined
> x + y
20
> console.log("Hello World")
Hello World
undefined
> console.log("www.runoob.com")
www.runoob.com
undefined

多行表达式

Node REPL 支持输入多行表达式，这就有点类似 JavaScript。接下来让我们来执行一个 do-while 循环：

$ node
> var x = 0
undefined
> do {
... x++;
... console.log("x: " + x);
... } while ( x < 5 );
x: 1
x: 2
x: 3
x: 4
x: 5
undefined
>

… 三个点的符号是系统自动生成的，你回车换行后即可。Node 会自动检测是否为连续的表达式。

下划线(_)变量

你可以使用下划线(_)获取上一个表达式的运算结果：

$ node
> var x = 10
undefined
> var y = 20
undefined
> x + y
30
> var sum = _
undefined
> console.log(sum)
30
undefined
>

REPL 命令

• ctrl + c - 退出当前终端。

• ctrl + c 按下两次 - 退出 Node REPL。

• ctrl + d - 退出 Node REPL.

• 向上/向下 键 - 查看输入的历史命令

• tab 键 - 列出当前命令

• .help - 列出使用命令

• .break - 退出多行表达式

• .clear - 退出多行表达式

• .save filename - 保存当前的 Node REPL 会话到指定文件

• .load filename - 载入当前 Node REPL 会话的文件内容。

停止 REPL

前面我们已经提到按下两次 ctrl + c 键就能退出 REPL:

$ node
>
(^C again to quit)
>      

Node.js 回调函数

Node.js 异步编程的直接体现就是回调。

异步编程依托于回调来实现，但不能说使用了回调后程序就异步化了。

回调函数在完成任务后就会被调用，Node 使用了大量的回调函数，Node 所有 API 都支持回调函数。

例如，我们可以一边读取文件，一边执行其他命令，在文件读取完成后，我们将文件内容作为回调函数的参数返回。这样在执行代码时就没有阻塞或等待文件 I/O 操作。这就大大提高了 Node.js 的性能，可以处理大量的并发请求。

回调函数一般作为函数的最后一个参数出现：

function foo1(name, age, callback) { }
function foo2(value, callback1, callback2) { }

阻塞代码实例

创建一个文件 input.txt ，内容如下：

菜鸟教程官网地址：www.runoob.com

创建 main.js 文件, 代码如下：

var fs = require("fs");
var data = fs.readFileSync('input.txt');
console.log(data.toString());
console.log("程序执行结束!");

以上代码执行结果如下：

$ node main.js
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程序执行结束!

非阻塞代码实例

创建一个文件 input.txt ，内容如下：

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创建 main.js 文件, 代码如下：

fs.readFile('input.txt', function (err, data) {
    if (err) return console.error(err);
    console.log(data.toString());
});

console.log("程序执行结束!");

以上代码执行结果如下：

$ node main.js
程序执行结束!
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以上两个实例我们了解了阻塞与非阻塞调用的不同。第一个实例在文件读取完后才执行完程序。 第二个实例我们不需要等待文件读取完，这样就可以在读取文件时同时执行接下来的代码，大大提高了程序的性能。

因此，阻塞是按顺序执行的，而非阻塞是不需要按顺序的，所以如果需要处理回调函数的参数，我们就需要写在回调函数内。

Node.js 事件循环

• Node.js 是单进程单线程应用程序，但是因为 V8 引擎提供的异步执行回调接口，通过这些接口可以处理大量的并发，所以性能非常高。

• Node.js 几乎每一个 API 都是支持回调函数的。

• Node.js 基本上所有的事件机制都是用设计模式中观察者模式实现。

• Node.js 单线程类似进入一个while(true)的事件循环，直到没有事件观察者退出，每个异步事件都生成一个事件观察者，如果有事件发生就调用该回调函数.

事件驱动程序

Node.js 使用事件驱动模型，当web server接收到请求，就把它关闭然后进行处理，然后去服务下一个web请求。

当这个请求完成，它被放回处理队列，当到达队列开头，这个结果被返回给用户。

这个模型非常高效可扩展性非常强，因为webserver一直接受请求而不等待任何读写操作。（这也被称之为非阻塞式IO或者事件驱动IO）

在事件驱动模型中，会生成一个主循环来监听事件，当检测到事件时触发回调函数。

整个事件驱动的流程就是这么实现的，非常简洁。有点类似于观察者模式，事件相当于一个主题(Subject)，而所有注册到这个事件上的处理函数相当于观察者(Observer)。

Node.js 有多个内置的事件，我们可以通过引入 events 模块，并通过实例化 EventEmitter 类来绑定和监听事件，如下实例：

// 引入 events 模块
var events = require('events');
// 创建 eventEmitter 对象
var eventEmitter = new events.EventEmitter();

以下程序绑定事件处理程序：

// 绑定事件及事件的处理程序
eventEmitter.on('eventName', eventHandler);

我们可以通过程序触发事件：

// 触发事件
eventEmitter.emit('eventName');

实例

创建 main.js 文件，代码如下所示：

// 引入 events 模块
var events = require('events');
// 创建 eventEmitter 对象
var eventEmitter = new events.EventEmitter();

// 创建事件处理程序
var connectHandler = function connected() {
   console.log('连接成功。');

   // 触发 data_received 事件 
   eventEmitter.emit('data_received');
} 

// 绑定 connection 事件处理程序
eventEmitter.on('connection', connectHandler);

// 使用匿名函数绑定 data_received 事件
eventEmitter.on('data_received', function(){
   console.log('数据接收成功。');
});    

// 触发 connection 事件 
eventEmitter.emit('connection');

console.log("程序执行完毕。");

接下来让我们执行以上代码：

$ node main.js
连接成功。
数据接收成功。
程序执行完毕。

Node 应用程序是如何工作的？

在 Node 应用程序中，执行异步操作的函数将回调函数作为最后一个参数， 回调函数接收错误对象作为第一个参数。

接下来让我们来重新看下前面的实例，创建一个 input.txt ,文件内容如下：

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创建 main.js 文件，代码如下：

var fs = require("fs");

fs.readFile('input.txt', function (err, data) {
   if (err){
      console.log(err.stack);
      return;
   }
   console.log(data.toString());
});
console.log("程序执行完毕");

以上程序中 fs.readFile() 是异步函数用于读取文件。 如果在读取文件过程中发生错误，错误 err 对象就会输出错误信息。

如果没发生错误，readFile 跳过 err 对象的输出，文件内容就通过回调函数输出。

执行以上代码，执行结果如下：

程序执行完毕
菜鸟教程官网地址：www.runoob.com      

接下来我们删除 input.txt 文件，执行结果如下所示：

程序执行完毕
Error: ENOENT, open 'input.txt'

因为文件 input.txt 不存在，所以输出了错误信息。

Node.js EventEmitter

Node.js 所有的异步 I/O 操作在完成时都会发送一个事件到事件队列。

Node.js 里面的许多对象都会分发事件：一个 net.Server 对象会在每次有新连接时触发一个事件， 一个 fs.readStream 对象会在文件被打开的时候触发一个事件。 所有这些产生事件的对象都是 events.EventEmitter 的实例。

EventEmitter 类

events 模块只提供了一个对象： events.EventEmitter。EventEmitter 的核心就是事件触发与事件监听器功能的封装。

你可以通过require(“events”);来访问该模块。

// 引入 events 模块
var events = require('events');
// 创建 eventEmitter 对象
var eventEmitter = new events.EventEmitter();

EventEmitter 对象如果在实例化时发生错误，会触发 error 事件。当添加新的监听器时，newListener 事件会触发，当监听器被移除时，removeListener 事件被触发。

下面我们用一个简单的例子说明 EventEmitter 的用法：

//event.js 文件
var EventEmitter = require('events').EventEmitter; 
var event = new EventEmitter(); 
event.on('some_event', function() { 
    console.log('some_event 事件触发'); 
}); 
setTimeout(function() { 
    event.emit('some_event'); 
}, 1000); 

执行结果如下：

运行这段代码，1 秒后控制台输出了 ‘some_event 事件触发’。其原理是 event 对象注册了事件 some_event 的一个监听器，然后我们通过 setTimeout 在 1000 毫秒以后向 event 对象发送事件 some_event，此时会调用some_event 的监听器。

$ node event.js 
some_event 事件触发          

EventEmitter 的每个事件由一个事件名和若干个参数组成，事件名是一个字符串，通常表达一定的语义。对于每个事件，EventEmitter 支持 若干个事件监听器。

当事件触发时，注册到这个事件的事件监听器被依次调用，事件参数作为回调函数参数传递。

让我们以下面的例子解释这个过程：

//event.js 文件
var events = require('events'); 
var emitter = new events.EventEmitter(); 
emitter.on('someEvent', function(arg1, arg2) { 
    console.log('listener1', arg1, arg2); 
}); 
emitter.on('someEvent', function(arg1, arg2) { 
    console.log('listener2', arg1, arg2); 
}); 
emitter.emit('someEvent', 'arg1 参数', 'arg2 参数'); 

执行以上代码，运行的结果如下：

$ node event.js 
listener1 arg1 参数 arg2 参数
listener2 arg1 参数 arg2 参数    

以上例子中，emitter 为事件 someEvent 注册了两个事件监听器，然后触发了 someEvent 事件。

运行结果中可以看到两个事件监听器回调函数被先后调用。 这就是EventEmitter最简单的用法。

EventEmitter 提供了多个属性，如 on 和 emit。on 函数用于绑定事件函数，emit 属性用于触发一个事件。接下来我们来具体看下 EventEmitter 的属性介绍。

方法

1. addListener(event, listener)

为指定事件添加一个监听器到监听器数组的尾部。

2. on(event, listener)

为指定事件注册一个监听器，接受一个字符串 event 和一个回调函数。

server.on('connection', function (stream) {
  console.log('someone connected!');
});

3. once(event, listener)

为指定事件注册一个单次监听器，即 监听器最多只会触发一次，触发后立刻解除该监听器。

server.once('connection', function (stream) {
  console.log('Ah, we have our first user!');
});

4. removeListener(event, listener)

移除指定事件的某个监听器，监听器必须是该事件已经注册过的监听器。

它接受两个参数，第一个是事件名称，第二个是回调函数名称。

var callback = function(stream) {
  console.log('someone connected!');
};
server.on('connection', callback);
// ...
server.removeListener('connection', callback);

5. removeAllListeners([event])

移除所有事件的所有监听器， 如果指定事件，则移除指定事件的所有监听器。

6. setMaxListeners(n)

默认情况下， EventEmitters 如果你添加的监听器超过 10 个就会输出警告信息。 setMaxListeners 函数用于提高监听器的默认限制的数量。

7. listeners(event)

返回指定事件的监听器数组。

8. emit(event, [arg1], [arg2], […])

按监听器的顺序执行执行每个监听器，如果事件有注册监听返回 true，否则返回 false。

类方法

listenerCount(emitter, event)

返回指定事件的监听器数量。

events.EventEmitter.listenerCount(emitter, eventName) //已废弃，不推荐
events.emitter.listenerCount(eventName) //推荐

事件

newListener

• event - 字符串，事件名称

• listener - 处理事件函数

该事件在添加新监听器时被触发。

removeListener

• event - 字符串，事件名称

• listener - 处理事件函数

从指定监听器数组中删除一个监听器。需要注意的是，此操作将会改变处于被删监听器之后的那些监听器的索引。

实例

以下实例通过 connection（连接）事件演示了 EventEmitter 类的应用。

创建 main.js 文件，代码如下：

var events = require('events');
var eventEmitter = new events.EventEmitter();

// 监听器 #1
var listener1 = function listener1() {
   console.log('监听器 listener1 执行。');
}

// 监听器 #2
var listener2 = function listener2() {
  console.log('监听器 listener2 执行。');
}

// 绑定 connection 事件，处理函数为 listener1 
eventEmitter.addListener('connection', listener1);

// 绑定 connection 事件，处理函数为 listener2
eventEmitter.on('connection', listener2);

var eventListeners = eventEmitter.listenerCount('connection');
console.log(eventListeners + " 个监听器监听连接事件。");

// 处理 connection 事件 
eventEmitter.emit('connection');

// 移除监绑定的 listener1 函数
eventEmitter.removeListener('connection', listener1);
console.log("listener1 不再受监听。");

// 触发连接事件
eventEmitter.emit('connection');

eventListeners = eventEmitter.listenerCount('connection');
console.log(eventListeners + " 个监听器监听连接事件。");

console.log("程序执行完毕。");

以上代码，执行结果如下所示：

$ node main.js  
2 个监听器监听连接事件。
监听器 listener1 执行。
监听器 listener2 执行。
listener1 不再受监听。
监听器 listener2 执行。
1 个监听器监听连接事件。
程序执行完毕。

error 事件

EventEmitter 定义了一个特殊的事件 error，它包含了错误的语义，我们在遇到 异常的时候通常会触发 error 事件。

当 error 被触发时，EventEmitter 规定如果没有响 应的监听器，Node.js 会把它当作异常，退出程序并输出错误信息。

我们一般要为会触发 error 事件的对象设置监听器，避免遇到错误后整个程序崩溃。例如：

var events = require('events'); 
var emitter = new events.EventEmitter(); 
emitter.emit('error'); 

运行时会显示以下错误：

node.js:201 
throw e; // process.nextTick error, or 'error' event on first tick 
^ 
Error: Uncaught, unspecified 'error' event. 
at EventEmitter.emit (events.js:50:15) 
at Object.<anonymous> (/home/byvoid/error.js:5:9) 
at Module._compile (module.js:441:26) 
at Object..js (module.js:459:10) 
at Module.load (module.js:348:31) 
at Function._load (module.js:308:12) 
at Array.0 (module.js:479:10) 
at EventEmitter._tickCallback (node.js:192:40)    

继承 EventEmitter

大多数时候我们不会直接使用 EventEmitter，而是在对象中继承它。包括 fs、net、 http 在内的，只要是支持事件响应的核心模块都是 EventEmitter 的子类。

为什么要这样做呢？原因有两点：

首先，具有某个实体功能的对象实现事件符合语义， 事件的监听和发生应该是一个对象的方法。

其次 JavaScript 的对象机制是基于原型的，支持 部分多重继承，继承 EventEmitter 不会打乱对象原有的继承关系。

Node.js Buffer(缓冲区)

JavaScript 语言自身只有字符串数据类型，没有二进制数据类型。

但在处理像TCP流或文件流时，必须使用到二进制数据。因此在 Node.js中，定义了一个 Buffer 类，该类用来创建一个专门存放二进制数据的缓存区。

在 Node.js 中，Buffer 类是随 Node 内核一起发布的核心库。Buffer 库为 Node.js 带来了一种存储原始数据的方法，可以让 Node.js 处理二进制数据，每当需要在 Node.js 中处理I/O操作中移动的数据时，就有可能使用 Buffer 库。原始数据存储在 Buffer 类的实例中。一个 Buffer 类似于一个整数数组，但它对应于 V8 堆内存之外的一块原始内存。

在v6.0之前创建Buffer对象直接使用new Buffer()构造函数来创建对象实例，但是Buffer对内存的权限操作相比很大，可以直接捕获一些敏感信息，所以在v6.0以后，官方文档里面建议使用 Buffer.from() 接口去创建Buffer对象。

Buffer 与字符编码

Buffer 实例一般用于表示编码字符的序列，比如 UTF-8 、 UCS2 、 Base64 、或十六进制编码的数据。 通过使用显式的字符编码，就可以在 Buffer 实例与普通的 JavaScript 字符串之间进行相互转换。

const buf = Buffer.from('runoob', 'ascii');

// 输出 72756e6f6f62
console.log(buf.toString('hex'));

// 输出 cnVub29i
console.log(buf.toString('base64'));

Node.js 目前支持的字符编码包括：

• ascii - 仅支持 7 位 ASCII 数据。如果设置去掉高位的话，这种编码是非常快的。

• utf8 - 多字节编码的 Unicode 字符。许多网页和其他文档格式都使用 UTF-8 。

• utf16le - 2 或 4 个字节，小字节序编码的 Unicode 字符。支持代理对（U+10000 至 U+10FFFF）。

• ucs2 - utf16le 的别名。

• base64 - Base64 编码。

• latin1 - 一种把 Buffer 编码成一字节编码的字符串的方式。

• binary - latin1 的别名。

• hex - 将每个字节编码为两个十六进制字符。

创建 Buffer 类

Buffer 提供了以下 API 来创建 Buffer 类：

• Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])： 返回一个指定大小的 Buffer 实例，如果没有设置 fill，则默认填满 0

• Buffer.allocUnsafe(size)： 返回一个指定大小的 Buffer 实例，但是它不会被初始化，所以它可能包含敏感的数据

• Buffer.allocUnsafeSlow(size)

• Buffer.from(array)： 返回一个被 array 的值初始化的新的 Buffer 实例（传入的 array 的元素只能是数字，不然就会自动被 0 覆盖）

• Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length]])： 返回一个新建的与给定的 ArrayBuffer 共享同一内存的 Buffer。

• Buffer.from(buffer)： 复制传入的 Buffer 实例的数据，并返回一个新的 Buffer 实例

• Buffer.from(string[, encoding])： 返回一个被 string 的值初始化的新的 Buffer 实例

  / 创建一个长度为 10、且用 0 填充的 Buffer。
  const buf1 = Buffer.alloc(10);

  // 创建一个长度为 10、且用 0x1 填充的 Buffer。
  const buf2 = Buffer.alloc(10, 1);

  // 创建一个长度为 10、且未初始化的 Buffer。
  // 这个方法比调用 Buffer.alloc() 更快，
  // 但返回的 Buffer 实例可能包含旧数据，
  // 因此需要使用 fill() 或 write() 重写。
  const buf3 = Buffer.allocUnsafe(10);

  // 创建一个包含 [0x1, 0x2, 0x3] 的 Buffer。
  const buf4 = Buffer.from([1, 2, 3]);

  // 创建一个包含 UTF-8 字节 [0x74, 0xc3, 0xa9, 0x73, 0x74] 的 Buffer。
  const buf5 = Buffer.from(‘tést’);

  // 创建一个包含 Latin-1 字节 [0x74, 0xe9, 0x73, 0x74] 的 Buffer。
  const buf6 = Buffer.from(‘tést’, ‘latin1’);

写入缓冲区

语法

buf.write(string[, offset[, length]][, encoding])

参数

参数描述如下：

• string - 写入缓冲区的字符串。

• offset - 缓冲区开始写入的索引值，默认为 0 。

• length - 写入的字节数，默认为 buffer.length

• encoding - 使用的编码。默认为 ‘utf8’ 。

根据 encoding 的字符编码写入 string 到 buf 中的 offset 位置。 length 参数是写入的字节数。 如果 buf 没有足够的空间保存整个字符串，则只会写入 string 的一部分。 只部分解码的字符不会被写入。

返回值

返回实际写入的大小。如果 buffer 空间不足， 则只会写入部分字符串。

实例

buf = Buffer.alloc(256);
len = buf.write("www.runoob.com");

console.log("写入字节数 : "+  len);

执行以上代码，输出结果为：

$node main.js
写入字节数 : 14

从缓冲区读取数据

读取 Node 缓冲区数据的语法如下所示：

buf.toString([encoding[, start[, end]]])

参数

参数描述如下：

• encoding - 使用的编码。默认为 ‘utf8’ 。

• start - 指定开始读取的索引位置，默认为 0。

• end - 结束位置，默认为缓冲区的末尾。

返回

解码缓冲区数据并使用指定的编码返回字符串。

实例

buf = Buffer.alloc(26);
for (var i = 0 ; i < 26 ; i++) {
  buf[i] = i + 97;
}

console.log( buf.toString('ascii'));       // 输出: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
console.log( buf.toString('ascii',0,5));   // 输出: abcde
console.log( buf.toString('utf8',0,5));    // 输出: abcde
console.log( buf.toString(undefined,0,5)); // 使用 'utf8' 编码, 并输出: abcde

执行以上代码，输出结果为：

$ node main.js
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
abcde
abcde
abcde

将 Buffer 转换为 JSON 对象

语法

buf.toJSON()

当字符串化一个 Buffer 实例时，JSON.stringify() 会隐式地调用该 toJSON()。

返回值

返回 JSON 对象。

实例

const buf = Buffer.from([0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5]);
const json = JSON.stringify(buf);

// 输出: {"type":"Buffer","data":[1,2,3,4,5]}
console.log(json);

const copy = JSON.parse(json, (key, value) => {
  return value && value.type === 'Buffer' ?
    Buffer.from(value.data) :
    value;
});

// 输出: <Buffer 01 02 03 04 05>
console.log(copy);

执行以上代码，输出结果为：

{"type":"Buffer","data":[1,2,3,4,5]}
<Buffer 01 02 03 04 05>

缓冲区合并

语法

Buffer.concat(list[, totalLength])

参数

参数描述如下：

• list - 用于合并的 Buffer 对象数组列表。

• totalLength - 指定合并后Buffer对象的总长度。

返回值

返回一个多个成员合并的新 Buffer 对象。

实例

var buffer1 = Buffer.from(('菜鸟教程'));
var buffer2 = Buffer.from(('www.runoob.com'));
var buffer3 = Buffer.concat([buffer1,buffer2]);
console.log("buffer3 内容: " + buffer3.toString());

执行以上代码，输出结果为：

buffer3 内容: 菜鸟教程www.runoob.com

缓冲区比较

语法

Node Buffer 比较的函数语法如下所示, 该方法在 Node.js v0.12.2 版本引入

buf.compare(otherBuffer);

参数

参数描述如下：

• otherBuffer - 与 buf 对象比较的另外一个 Buffer 对象。

返回值

返回一个数字，表示 buf 在 otherBuffer 之前，之后或相同。

实例

var buffer1 = Buffer.from('ABC');
var buffer2 = Buffer.from('ABCD');
var result = buffer1.compare(buffer2);

if(result < 0) {
   console.log(buffer1 + " 在 " + buffer2 + "之前");
}else if(result == 0){
   console.log(buffer1 + " 与 " + buffer2 + "相同");
}else {
   console.log(buffer1 + " 在 " + buffer2 + "之后");
}

执行以上代码，输出结果为：

ABC在ABCD之前

拷贝缓冲区

语法

buf.copy(targetBuffer[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])

• targetBuffer - 要拷贝的 Buffer 对象。

• targetStart - 数字, 可选, 默认: 0

• sourceStart - 数字, 可选, 默认: 0

• sourceEnd - 数字, 可选, 默认: buffer.length

返回值

没有返回值。

实例

var buf1 = Buffer.from('abcdefghijkl');
var buf2 = Buffer.from('RUNOOB');

//将 buf2 插入到 buf1 指定位置上
buf2.copy(buf1, 2);

console.log(buf1.toString());

执行以上代码，输出结果为：

abRUNOOBijkl

缓冲区裁剪

Node 缓冲区裁剪语法如下所示：

buf.slice([start[, end]])

参数
参数描述如下：

• start - 数字, 可选, 默认: 0

• end - 数字, 可选, 默认: buffer.length

返回值
返回一个新的缓冲区，它和旧缓冲区指向同一块内存，但是从索引 start 到 end 的位置剪切。

实例

var buffer1 = Buffer.from('runoob');
// 剪切缓冲区
var buffer2 = buffer1.slice(0,2);
console.log("buffer2 content: " + buffer2.toString());
执行

执行以上代码，输出结果为：

buffer2 content: ru

缓冲区长度

buf.length;

返回值
返回 Buffer 对象所占据的内存长度。

实例

var buffer = Buffer.from('www.runoob.com');
//  缓冲区长度
console.log("buffer length: " + buffer.length);

执行以上代码，输出结果为：

buffer length: 14

Node.js Stream(流)

Stream 是一个抽象接口，Node 中有很多对象实现了这个接口。例如，对http 服务器发起请求的request 对象就是一个 Stream，还有stdout（标准输出）。

Node.js，Stream 有四种流类型：

• Readable - 可读操作。

• Writable - 可写操作。

• Duplex - 可读可写操作.

• Transform - 操作被写入数据，然后读出结果。

所有的 Stream 对象都是 EventEmitter 的实例。常用的事件有：

• data - 当有数据可读时触发。

• end - 没有更多的数据可读时触发。

• error - 在接收和写入过程中发生错误时触发。

• finish - 所有数据已被写入到底层系统时触发。

从流中读取数据

创建 input.txt 文件，内容如下：

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var fs = require("fs");
var data = '';

// 创建可读流
var readerStream = fs.createReadStream('input.txt');

// 设置编码为 utf8。
readerStream.setEncoding('UTF8');

// 处理流事件 --> data, end, and error
readerStream.on('data', function(chunk) {
   data += chunk;
});

readerStream.on('end',function(){
   console.log(data);
});

readerStream.on('error', function(err){
   console.log(err.stack);
});

console.log("程序执行完毕");

以上程序会将 data 变量的数据写入到 output.txt 文件中。代码执行结果如下：

$ node main.js 
程序执行完毕
写入完成。

查看 output.txt 文件的内容：

$ cat output.txt 
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管道流

管道提供了一个输出流到输入流的机制。通常我们用于从一个流中获取数据并将数据传递到另外一个流中。

设置 input.txt 文件内容如下：

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管道流操作实例

创建 main.js 文件, 代码如下：

var fs = require("fs");

// 创建一个可读流
var readerStream = fs.createReadStream('input.txt');

// 创建一个可写流
var writerStream = fs.createWriteStream('output.txt');

// 管道读写操作
// 读取 input.txt 文件内容，并将内容写入到 output.txt 文件中
readerStream.pipe(writerStream);

console.log("程序执行完毕");

代码执行结果如下：

$ node main.js 
程序执行完毕

查看 output.txt 文件的内容：

$ cat output.txt 
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管道流操作实例

链式流

链式是通过连接输出流到另外一个流并创建多个流操作链的机制。链式流一般用于管道操作。

接下来我们就是用管道和链式来压缩和解压文件。

创建 compress.js 文件, 代码如下：

var fs = require("fs");
var zlib = require('zlib');

// 压缩 input.txt 文件为 input.txt.gz
fs.createReadStream('input.txt')
  .pipe(zlib.createGzip())
  .pipe(fs.createWriteStream('input.txt.gz'));

console.log("文件压缩完成。");

代码执行结果如下：

$ node compress.js 
文件压缩完成。

执行完以上操作后，我们可以看到当前目录下生成了 input.txt 的压缩文件 input.txt.gz。

接下来，让我们来解压该文件，创建 decompress.js 文件，代码如下：

var fs = require("fs");
var zlib = require('zlib');

// 解压 input.txt.gz 文件为 input.txt
fs.createReadStream('input.txt.gz')
  .pipe(zlib.createGunzip())
  .pipe(fs.createWriteStream('input.txt'));

console.log("文件解压完成。");

代码执行结果如下：

$ node decompress.js 
文件解压完成。

Node.js模块系统

为了让Node.js的文件可以相互调用，Node.js提供了一个简单的模块系统。

模块是Node.js 应用程序的基本组成部分，文件和模块是一一对应的。换言之，一个 Node.js 文件就是一个模块，这个文件可能是JavaScript 代码、JSON 或者编译过的C/C++ 扩展。

创建模块

在 Node.js 中，创建一个模块非常简单，如下我们创建一个 main.js 文件，代码如下:

var hello = require('./hello');
hello.world();

以上实例中，代码 require(‘./hello’) 引入了当前目录下的 hello.js 文件（./ 为当前目录，node.js 默认后缀为 js）。

Node.js 提供了 exports 和 require 两个对象，其中 exports 是模块公开的接口，require 用于从外部获取一个模块的接口，即所获取模块的 exports 对象。

接下来我们就来创建 hello.js 文件，代码如下：

exports.world = function() {
  console.log('Hello World');
}

在以上示例中，hello.js 通过 exports 对象把 world 作为模块的访问接口，在 main.js 中通过 require(‘./hello’) 加载这个模块，然后就可以直接访 问 hello.js 中 exports 对象的成员函数了。

有时候我们只是想把一个对象封装到模块中，格式如下：

module.exports = function() {
  // ...
}

例如:

//hello.js 
function Hello() { 
    var name; 
    this.setName = function(thyName) { 
        name = thyName; 
    }; 
    this.sayHello = function() { 
        console.log('Hello ' + name); 
    }; 
}; 
module.exports = Hello;

这样就可以直接获得这个对象了：

//main.js 
var Hello = require('./hello'); 
hello = new Hello(); 
hello.setName('BYVoid'); 
hello.sayHello(); 

模块接口的唯一变化是使用 module.exports = Hello 代替了exports.world = function(){}。 在外部引用该模块时，其接口对象就是要输出的 Hello 对象本身，而不是原先的 exports。

服务端的模块放在哪里

也许你已经注意到，我们已经在代码中使用了模块了。像这样：

var http = require("http");

...

http.createServer(...);

Node.js 中自带了一个叫做 http 的模块，我们在我们的代码中请求它并把返回值赋给一个本地变量。

这把我们的本地变量变成了一个拥有所有 http 模块所提供的公共方法的对象。

Node.js 的 require 方法中的文件查找策略如下：

由于 Node.js 中存在 4 类模块（原生模块和3种文件模块），尽管 require 方法极其简单，但是内部的加载却是十分复杂的，其加载优先级也各自不同。如下图所示：

从文件模块缓存中加载

尽管原生模块与文件模块的优先级不同，但是都会优先从文件模块的缓存中加载已经存在的模块。

从原生模块加载

原生模块的优先级仅次于文件模块缓存的优先级。require 方法在解析文件名之后，优先检查模块是否在原生模块列表中。以http模块为例，尽管在目录下存在一个 http/http.js/http.node/http.json 文件，require(“http”) 都不会从这些文件中加载，而是从原生模块中加载。

原生模块也有一个缓存区，同样也是优先从缓存区加载。如果缓存区没有被加载过，则调用原生模块的加载方式进行加载和执行。

从文件加载

当文件模块缓存中不存在，而且不是原生模块的时候，Node.js 会解析 require 方法传入的参数，并从文件系统中加载实际的文件，加载过程中的包装和编译细节在前一节中已经介绍过，这里我们将详细描述查找文件模块的过程，其中，也有一些细节值得知晓。

require方法接受以下几种参数的传递：

• http、fs、path等，原生模块。

• ./mod或../mod，相对路径的文件模块。

• /pathtomodule/mod，绝对路径的文件模块。

• mod，非原生模块的文件模块。

在路径 Y 下执行 require(X) 语句执行顺序：

1. 如果 X 是内置模块
   a. 返回内置模块
   b. 停止执行
2. 如果 X 以 '/' 开头
   a. 设置 Y 为文件根路径
3. 如果 X 以 './' 或 '/' or '../' 开头
   a. LOAD_AS_FILE(Y + X)
   b. LOAD_AS_DIRECTORY(Y + X)
4. LOAD_NODE_MODULES(X, dirname(Y))
5. 抛出异常 "not found"

LOAD_AS_FILE(X)
1. 如果 X 是一个文件, 将 X 作为 JavaScript 文本载入并停止执行。
2. 如果 X.js 是一个文件, 将 X.js 作为 JavaScript 文本载入并停止执行。
3. 如果 X.json 是一个文件, 解析 X.json 为 JavaScript 对象并停止执行。
4. 如果 X.node 是一个文件, 将 X.node 作为二进制插件载入并停止执行。

LOAD_INDEX(X)
1. 如果 X/index.js 是一个文件,  将 X/index.js 作为 JavaScript 文本载入并停止执行。
2. 如果 X/index.json 是一个文件, 解析 X/index.json 为 JavaScript 对象并停止执行。
3. 如果 X/index.node 是一个文件,  将 X/index.node 作为二进制插件载入并停止执行。

LOAD_AS_DIRECTORY(X)
1. 如果 X/package.json 是一个文件,
   a. 解析 X/package.json, 并查找 "main" 字段。
   b. let M = X + (json main 字段)
   c. LOAD_AS_FILE(M)
   d. LOAD_INDEX(M)
2. LOAD_INDEX(X)

LOAD_NODE_MODULES(X, START)
1. let DIRS=NODE_MODULES_PATHS(START)
2. for each DIR in DIRS:
   a. LOAD_AS_FILE(DIR/X)
   b. LOAD_AS_DIRECTORY(DIR/X)

NODE_MODULES_PATHS(START)
1. let PARTS = path split(START)
2. let I = count of PARTS - 1
3. let DIRS = []
4. while I >= 0,
   a. if PARTS[I] = "node_modules" CONTINUE
   b. DIR = path join(PARTS[0 .. I] + "node_modules")
   c. DIRS = DIRS + DIR
   d. let I = I - 1
5. return DIRS

exports 和 module.exports 的使用

如果要对外暴露属性或方法，就用 exports 就行，要暴露对象(类似class，包含了很多属性和方法)，就用 module.exports。

Node.js 函数

在JavaScript中，一个函数可以作为另一个函数的参数。我们可以先定义一个函数，然后传递，也可以在传递参数的地方直接定义函数。

Node.js中函数的使用与Javascript类似，举例来说，你可以这样做：

function say(word) {
  console.log(word);
}

function execute(someFunction, value) {
  someFunction(value);
}

execute(say, "Hello");

以上代码中，我们把 say 函数作为execute函数的第一个变量进行了传递。这里传递的不是 say 的返回值，而是 say 本身！

这样一来， say 就变成了execute 中的本地变量 someFunction ，execute可以通过调用 someFunction() （带括号的形式）来使用 say 函数。

当然，因为 say 有一个变量， execute 在调用 someFunction 时可以传递这样一个变量。

匿名函数

我们可以把一个函数作为变量传递。但是我们不一定要绕这个”先定义，再传递”的圈子，我们可以直接在另一个函数的括号中定义和传递这个函数：

function execute(someFunction, value) {
  someFunction(value);
}

我们在 execute 接受第一个参数的地方直接定义了我们准备传递给 execute 的函数。

用这种方式，我们甚至不用给这个函数起名字，这也是为什么它被叫做匿名函数 。

函数传递是如何让HTTP服务器工作的

带着这些知识，我们再来看看我们简约而不简单的HTTP服务器：

var http = require("http");

http.createServer(function(request, response) {
  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
  response.write("Hello World");
  response.end();
}).listen(8888);

现在它看上去应该清晰了很多：我们向 createServer 函数传递了一个匿名函数。

用这样的代码也可以达到同样的目的：

var http = require("http");

function onRequest(request, response) {
  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
  response.write("Hello World");
  response.end();
}

http.createServer(onRequest).listen(8888);

Node.js 路由

我们要为路由提供请求的 URL 和其他需要的 GET 及 POST 参数，随后路由需要根据这些数据来执行相应的代码。

因此，我们需要查看 HTTP 请求，从中提取出请求的 URL 以及 GET/POST 参数。这一功能应当属于路由还是服务器（甚至作为一个模块自身的功能）确实值得探讨，但这里暂定其为我们的HTTP服务器的功能。

我们需要的所有数据都会包含在 request 对象中，该对象作为 onRequest() 回调函数的第一个参数传递。但是为了解析这些数据，我们需要额外的 Node.JS 模块，它们分别是 url 和 querystring 模块。

url.parse(string).query
                                           |
           url.parse(string).pathname      |
                       |                   |
                       |                   |
                     ------ -------------------
http://localhost:8888/start?foo=bar&hello=world
                                ---       -----
                                 |          |
                                 |          |
              querystring.parse(queryString)["foo"]    |
                                            |
                         querystring.parse(queryString)["hello"]

当然我们也可以用 querystring 模块来解析 POST 请求体中的参数，稍后会有演示。

现在我们来给 onRequest() 函数加上一些逻辑，用来找出浏览器请求的 URL 路径：

server.js 文件代码：

var http = require("http");
var url = require("url");

function start() {
  function onRequest(request, response) {
    var pathname = url.parse(request.url).pathname;
    console.log("Request for " + pathname + " received.");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("Hello World");
    response.end();
  }

  http.createServer(onRequest).listen(8888);
  console.log("Server has started.");
}

exports.start = start;

好了，我们的应用现在可以通过请求的 URL 路径来区别不同请求了–这使我们得以使用路由（还未完成）来将请求以 URL 路径为基准映射到处理程序上。

在我们所要构建的应用中，这意味着来自 /start 和 /upload 的请求可以使用不同的代码来处理。稍后我们将看到这些内容是如何整合到一起的。

现在我们可以来编写路由了，建立一个名为 router.js 的文件，添加以下内容：
router.js

function route(pathname) {
  console.log("About to route a request for " + pathname);
}

exports.route = route;

如你所见，这段代码什么也没干，不过对于现在来说这是应该的。在添加更多的逻辑以前，我们先来看看如何把路由和服务器整合起来。

我们的服务器应当知道路由的存在并加以有效利用。我们当然可以通过硬编码的方式将这一依赖项绑定到服务器上，但是其它语言的编程经验告诉我们这会是一件非常痛苦的事，因此我们将使用依赖注入的方式较松散地添加路由模块。

首先，我们来扩展一下服务器的 start() 函数，以便将路由函数作为参数传递过去，server.js 文件代码如下

var http = require("http");
var url = require("url");

function start(route) {
  function onRequest(request, response) {
    var pathname = url.parse(request.url).pathname;
    console.log("Request for " + pathname + " received.");

    route(pathname);

    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("Hello World");
    response.end();
  }

  http.createServer(onRequest).listen(8888);
  console.log("Server has started.");
}

exports.start = start;

同时，我们会相应扩展 index.js，使得路由函数可以被注入到服务器中：

index.js 文件代码：

var server = require("./server");
var router = require("./router");

server.start(router.route);

在这里，我们传递的函数依旧什么也没做。

如果现在启动应用（node index.js，始终记得这个命令行），随后请求一个URL，你将会看到应用输出相应的信息，这表明我们的HTTP服务器已经在使用路由模块了，并会将请求的路径传递给路由：

$ node index.js
Server has started.        

以上输出已经去掉了比较烦人的 /favicon.ico 请求相关的部分。

浏览器访问 http://127.0.0.1:8888/，输出结果如下：

Node.js 全局对象

avaScript 中有一个特殊的对象，称为全局对象（Global Object），它及其所有属性都可以在程序的任何地方访问，即全局变量。

在浏览器 JavaScript 中，通常 window 是全局对象， 而 Node.js 中的全局对象是 global，所有全局变量（除了 global 本身以外）都是 global 对象的属性。

在 Node.js 我们可以直接访问到 global 的属性，而不需要在应用中包含它。

全局对象与全局变量

global 最根本的作用是作为全局变量的宿主。按照 ECMAScript 的定义，满足以下条 件的变量是全局变量：

• 在最外层定义的变量；

• 全局对象的属性；

• 隐式定义的变量（未定义直接赋值的变量）。

你定义一个全局变量时，这个变量同时也会成为全局对象的属性，反之亦然。需要注 意的是，在 Node.js 中你不可能在最外层定义变量，因为所有用户代码都是属于当前模块的， 而模块本身不是最外层上下文。

注意： 最好不要使用 var 定义变量以避免引入全局变量，因为全局变量会污染命名空间，提高代码的耦合风险。

__filename

_filename 表示当前正在执行的脚本的文件名。它将输出文件所在位置的绝对路径，且和命令行参数所指定的文件名不一定相同。 如果在模块中，返回的值是模块文件的路径。

实例
创建文件 main.js ，代码如下所示：

// 输出全局变量 __filename 的值
console.log( __filename );

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js
/web/com/runoob/nodejs/main.js

__dirname

__dirname 表示当前执行脚本所在的目录。

实例

创建文件 main.js ，代码如下所示：

// 输出全局变量 __dirname 的值
console.log( __dirname );

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js
/web/com/runoob/nodejs

setTimeout(cb, ms)

setTimeout(cb, ms) 全局函数在指定的毫秒(ms)数后执行指定函数(cb)。：setTimeout() 只执行一次指定函数。

返回一个代表定时器的句柄值。

实例

创建文件 main.js ，代码如下所示：

function printHello(){
   console.log( "Hello, World!");
}
// 两秒后执行以上函数
setTimeout(printHello, 2000);

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js
Hello, World!    

clearTimeout(t)

clearTimeout( t ) 全局函数用于停止一个之前通过 setTimeout() 创建的定时器。 参数 t 是通过 setTimeout() 函数创建的定时器。

实例
创建文件 main.js ，代码如下所示：

function printHello(){
   console.log( "Hello, World!");
}
// 两秒后执行以上函数
var t = setTimeout(printHello, 2000);

// 清除定时器
clearTimeout(t);

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js    

setInterval(cb, ms)

setInterval(cb, ms) 全局函数在指定的毫秒(ms)数后执行指定函数(cb)。

返回一个代表定时器的句柄值。可以使用 clearInterval(t) 函数来清除定时器。

setInterval() 方法会不停地调用函数，直到 clearInterval() 被调用或窗口被关闭。

实例
创建文件 main.js ，代码如下所示：

function printHello(){
   console.log( "Hello, World!");
}
// 两秒后执行以上函数
setInterval(printHello, 2000);

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!
Hello, World!

以上程序每隔两秒就会输出一次”Hello, World!”，且会永久执行下去，直到你按下 ctrl + c 按钮。

console

console 用于提供控制台标准输出，它是由 Internet Explorer 的 JScript 引擎提供的调试工具，后来逐渐成为浏览器的实施标准。

Node.js 沿用了这个标准，提供与习惯行为一致的 console 对象，用于向标准输出流（stdout）或标准错误流（stderr）输出字符。

console.log([data][, …])

向标准输出流打印字符并以换行符结束。该方法接收若干 个参数，如果只有一个参数，则输出这个参数的字符串形式。如果有多个参数，则 以类似于C 语言 printf() 命令的格式输出。

console.info([data][, …])

该命令的作用是返回信息性消息，这个命令与console.log差别并不大，除了在chrome中只会输出文字外，其余的会显示一个蓝色的惊叹号。

console.error([data][, …])

输出错误消息的。控制台在出现错误时会显示是红色的叉子。

console.warn([data][, …])

输出警告消息。控制台出现有黄色的惊叹号。

console.dir(obj[, options])

用来对一个对象进行检查（inspect），并以易于阅读和打印的格式显示。

console.time(label)

输出时间，表示计时开始。

console.timeEnd(label)

结束时间，表示计时结束。

console.trace(message[, …])

当前执行的代码在堆栈中的调用路径，这个测试函数运行很有帮助，只要给想测试的函数里面加入 console.trace 就行了。

console.assert(value[, message][, …])

用于判断某个表达式或变量是否为真，接收两个参数，第一个参数是表达式，第二个参数是字符串。只有当第一个参数为false，才会输出第二个参数，否则不会有任何结果。

console.log()：向标准输出流打印字符并以换行符结束。
console.log 接收若干 个参数，如果只有一个参数，则输出这个参数的字符串形式。如果有多个参数，则 以类似于C 语言 printf() 命令的格式输出。

第一个参数是一个字符串，如果没有 参数，只打印一个换行。

console.log('Hello world'); 
console.log('byvoid%diovyb'); 
console.log('byvoid%diovyb', 1991); 
运行结果为：

Hello world 
byvoid%diovyb 
byvoid1991iovyb 

console.error()：与console.log() 用法相同，只是向标准错误流输出。
console.trace()：向标准错误流输出当前的调用栈。

console.trace();

运行结果为：

Trace: 
at Object.<anonymous> (/home/byvoid/consoletrace.js:1:71) 
at Module._compile (module.js:441:26) 
at Object..js (module.js:459:10) 
at Module.load (module.js:348:31) 
at Function._load (module.js:308:12) 
at Array.0 (module.js:479:10) 
at EventEmitter._tickCallback (node.js:192:40)

console.info("程序开始执行：");

var counter = 10;
console.log("计数: %d", counter);

console.time("获取数据");
//
// 执行一些代码
// 
console.timeEnd('获取数据');

console.info("程序执行完毕。")

程序开始执行：
计数: 10
获取数据: 0ms
程序执行完毕

process

process 是一个全局变量，即 global 对象的属性。

它用于描述当前Node.js 进程状态的对象，提供了一个与操作系统的简单接口。通常在你写本地命令行程序的时候，少不了要 和它打交道。下面将会介绍 process 对象的一些最常用的成员方法。

exit

当进程准备退出时触发。

beforeExit

当 node 清空事件循环，并且没有其他安排时触发这个事件。通常来说，当没有进程安排时 node 退出，但是 ‘beforeExit’ 的监听器可以异步调用，这样 node 就会继续执行。

uncaughtException

当一个异常冒泡回到事件循环，触发这个事件。如果给异常添加了监视器，默认的操作（打印堆栈跟踪信息并退出）就不会发生。

Signal 事件

当进程接收到信号时就触发。信号列表详见标准的 POSIX 信号名，如 SIGINT、SIGUSR1 等。

实例

创建文件 main.js ，代码如下所示：

process.on('exit', function(code) {

  // 以下代码永远不会执行
  setTimeout(function() {
    console.log("该代码不会执行");
  }, 0);

  console.log('退出码为:', code);
});
console.log("程序执行结束");

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js
程序执行结束
退出码为: 0

退出状态码

状态码	名称&描述
1	Uncaught Fatal Exception 有未捕获异常，并且没有被域或 uncaughtException 处理函数处理。
2	Unused 保留
3	Internal JavaScript Parse Error JavaScript的源码启动 Node 进程时引起解析错误。非常罕见，仅会在开发 Node 时才会有。
4	Internal JavaScript Evaluation Failure JavaScript 的源码启动 Node 进程，评估时返回函数失败。非常罕见，仅会在开发 Node 时才会有。
5	Fatal Error V8 里致命的不可恢复的错误。通常会打印到 stderr ，内容为： FATAL ERROR
6	Non-function Internal Exception Handler 未捕获异常，内部异常处理函数不知为何设置为on-function，并且不能被调用。
7	Internal Exception Handler Run-Time Failure 未捕获的异常， 并且异常处理函数处理时自己抛出了异常。例如，如果 process.on(‘uncaughtException’) 或 domain.on(‘error’) 抛出了异常。
8	Unused 保留
9	Invalid Argument 可能是给了未知的参数，或者给的参数没有值。
10	Internal JavaScript Run-Time Failure JavaScript的源码启动 Node 进程时抛出错误，非常罕见，仅会在开发 Node 时才会有。
12	Invalid Debug Argument 设置了参数–debug 和/或 –debug-brk，但是选择了错误端口。
128	Signal Exits 如果 Node 接收到致命信号，比如SIGKILL 或 SIGHUP，那么退出代码就是128 加信号代码。这是标准的 Unix 做法，退出信号代码放在高位。

Process 属性

Process 提供了很多有用的属性，便于我们更好的控制系统的交互：

序号	属性&描述
1	stdout 标准输出流。
2	stderr 标准错误流。
3	stdin 标准输入流。
4	argv argv 属性返回一个数组，由命令行执行脚本时的各个参数组成。它的第一个成员总是node，第二个成员是脚本文件名，其余成员是脚本文件的参数。
5	execPath 返回执行当前脚本的 Node 二进制文件的绝对路径。
6	execArgv 返回一个数组，成员是命令行下执行脚本时，在Node可执行文件与脚本文件之间的命令行参数。
7	env 返回一个对象，成员为当前 shell 的环境变量
8	exitCode 进程退出时的代码，如果进程优通过 process.exit() 退出，不需要指定退出码。
9	version Node 的版本，比如v0.10.18。
10	versions 一个属性，包含了 node 的版本和依赖.
11	config 一个包含用来编译当前 node 执行文件的 javascript 配置选项的对象。它与运行 ./configure 脚本生成的 “config.gypi” 文件相同。
12	pid 当前进程的进程号。
13	title 进程名，默认值为”node”，可以自定义该值。
14	arch 当前 CPU 的架构：’arm’、’ia32’ 或者 ‘x64’。
15	platform 运行程序所在的平台系统 ‘darwin’, ‘freebsd’, ‘linux’, ‘sunos’ 或 ‘win32’
16	mainModule require.main 的备选方法。不同点，如果主模块在运行时改变，require.main可能会继续返回老的模块。可以认为，这两者引用了同一个模块。

实例
创建文件 main.js ，代码如下所示：

// 输出到终端
process.stdout.write("Hello World!" + "\n");

// 通过参数读取
process.argv.forEach(function(val, index, array) {
   console.log(index + ': ' + val);
});

// 获取执行路径
console.log(process.execPath);


// 平台信息
console.log(process.platform);

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js
Hello World!
0: node
1: /web/www/node/main.js
/usr/local/node/0.10.36/bin/node
darwin

方法参考手册
Process 提供了很多有用的方法，便于我们更好的控制系统的交互：

序号	方法 & 描述
1	abort() 这将导致node触发abort事件。会让node退出并生成一个核心文件
2	chdir(directory) 改变当前工作进程的目录，如果操作失败抛出异常。
3	cwd() 返回当前进程的工作目录
4	exit([code]) 使用指定的 code 结束进程。如果忽略，将会使用 code 0。
5	getgid() 取进程的群组标识（参见 getgid(2)）。获取到得时群组的数字 id，而不是名字. 注意：这个函数仅在 POSIX 平台上可用(例如，非Windows 和 Android)。
6	setgid(id) 设置进程的群组标识（参见 setgid(2)）。可以接收数字 ID 或者群组名。如果指定了群组名，会阻塞等待解析为数字 ID 。 注意：这个函数仅在 POSIX 平台上可用(例如，非Windows 和 Android)。
7	getuid() 获取进程的用户标识(参见 getuid(2))。这是数字的用户 id，不是用户名。 注意：这个函数仅在 POSIX 平台上可用(例如，非Windows 和 Android)。
8	setuid(id) 设置进程的用户标识（参见setuid(2)）。接收数字 ID或字符串名字。果指定了群组名，会阻塞等待解析为数字 ID 。 注意：这个函数仅在 POSIX 平台上可用(例如，非Windows 和 Android)。
9	getgroups() 返回进程的群组 iD 数组。POSIX 系统没有保证一定有，但是 node.js 保证有。 注意：这个函数仅在 POSIX 平台上可用(例如，非Windows 和 Android)。
10	setgroups(groups) 设置进程的群组 ID。这是授权操作，所以你需要有 root 权限，或者有 CAP_SETGID 能力。 注意：这个函数仅在 POSIX 平台上可用(例如，非Windows 和 Android)。
11	initgroups(user, extra_group) 读取 /etc/group ，并初始化群组访问列表，使用成员所在的所有群组。这是授权操作，所以你需要有 root 权限，或者有 CAP_SETGID 能力。 注意：这个函数仅在 POSIX 平台上可用(例如，非Windows 和 Android)。
12	kill(pid[, signal]) 发送信号给进程. pid 是进程id，并且 signal 是发送的信号的字符串描述。信号名是字符串，比如 ‘SIGINT’ 或 ‘SIGHUP’。如果忽略，信号会是 ‘SIGTERM’。
13	memoryUsage() 返回一个对象，描述了 Node 进程所用的内存状况，单位为字节。
14	nextTick(callback) 一旦当前事件循环结束，调用回调函数。
15	umask([mask]) 设置或读取进程文件的掩码。子进程从父进程继承掩码。如果mask 参数有效，返回旧的掩码。否则，返回当前掩码。
16	uptime() 返回 Node 已经运行的秒数。
17	hrtime() 返回当前进程的高分辨时间，形式为 [seconds, nanoseconds]数组。它是相对于过去的任意事件。该值与日期无关，因此不受时钟漂移的影响。主要用途是可以通过精确的时间间隔，来衡量程序的性能。 你可以将之前的结果传递给当前的 process.hrtime() ，会返回两者间的时间差，用来基准和测量时间间隔。

实例

创建文件 main.js ，代码如下所示：

// 输出当前目录
console.log('当前目录: ' + process.cwd());

// 输出当前版本
console.log('当前版本: ' + process.version);

// 输出内存使用情况
console.log(process.memoryUsage());

执行 main.js 文件，代码如下所示:

$ node main.js
当前目录: /web/com/runoob/nodejs
当前版本: v0.10.36
{ rss: 12541952, heapTotal: 4083456, heapUsed: 2157056 }

Node.js 常用工具

util 是一个Node.js 核心模块，提供常用函数的集合，用于弥补核心JavaScript 的功能 过于精简的不足。

util.inherits
util.inherits(constructor, superConstructor) 是一个实现对象间原型继承的函数。

JavaScript 的面向对象特性是基于原型的，与常见的基于类的不同。JavaScript 没有提供对象继承的语言级别特性，而是通过原型复制来实现的。

在这里我们只介绍 util.inherits 的用法，示例如下