highsea90

从一个简单的 HTTP 服务开始旅程……

创建一个 server.js 文件,写入:

//最简单的 http 服务例子
var http = require("http");
http.createServer(function(request, response) {
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"});
    response.write("<h1>Hi NodeJs</h1>");
    response.end();
}).listen(8080);
console.log("成功的提示:httpd start @8080");

打开 http://localhost:8080/ 你会看到惊喜~

tips

执行: node server.js启动服务。
Ctrl + c 结束 刚刚创建的服务。

分析该HTTP服务

  1. http服务器: Node.JS 自带的, http 模块
  2. createServer: 调用该返回的对象中的 listen 方法,对服务端口进行监听
  3. 复习下 匿名函数
匿名函数的变化
//自带的http 模块
var http = require("http");

function onRequest(request, response) {
  //console.log("请求来了,事件响应");
  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
  response.write("<h1>Hi NodeJs</h1>");
  response.end();
}

http.createServer(onRequest).listen(8080);
console.log("成功的提示:httpd start @8080");
扩展 事件驱动

Felix Geisendörfer 的 Understanding node.js (理解NodeJS)

  • php: 任何时候当有请求进入的时候,网页服务器(通常是Apache)就为这一请求新建一个进程,并且开始从头到尾执行相应的PHP脚本;
  • Node.js: 事件驱动设计
  • 证明 NodeJS 的事件驱动设计: 去掉以上代码 这个注释
    //console.log("请求来了,事件响应"); 启动 server.js
  • 结果: 启动服务时,输出 成功…… 执行网页请求时,输出 请求……
  • 一次http请求输出俩次事件是因为:大部分服务器都会在你访问 http://localhost:8080 /时尝试读取 http://localhost:8080/favicon.ico

模块化

把 server.js 变成一个模块:
var http = require("http");

function start() {
  function onRequest(request, response) {
    //console.log("请求来了,事件响应");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("Hi NodeJS");
    response.end();
  }

  http.createServer(onRequest).listen(8080);
  console.log("成功的提示:httpd start @8080");
}
//nodejs中exports对象,理解 **module.exports** 和 **exports**
exports.start = start;
理解 module.exports 和 exports :

exports 获取的所有的属性和方法,都会传递给 Module.exports
但是 Module.exports 本身不具备任何属性和方法。如果, Module.exports 已经具备某些属性或方法,那么 exports 传递的属性或者方法会被忽略(失败)。

代码举例
// a.js
exports.words = function() {
    console.log(\'Hi\');
};

// b.js
var say = require(\'./a.js\');
say.words(); // \'Hi\'

//----分割线----

// aa.js
module.exports = \'Wellcome\';
exports.words = function() {
    console.log(\'Hi\');
};

// bb.js
var say = require(\'./aa.js\');
say.words(); // TypeError: Object Wellcome has no method \'words\'
调用

创建 index.js 写入:

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

server.start();

启动: node index.js 看看吧!

牛刀小试 路由选择模块

作为 ThinkPHP 的玩家,肯定能想到 TP 的路由: 通过实例化对象来实现路由选择;
现在来看看 node 是怎么来实现的:

1 、提取出请求的URL以及GET/POST参数,这里需要额外的NodeJS模块:URLquerystring

仔细看下图:

                       url.parse(string).query
                                           |
           url.parse(string).pathname      |
                       |                   |
                       |                   |
                     -----   ------------------
http://localhost:8080/start?foo=bar&hello=world
                                ---       -----
                                 |          |
                                 |          |
              querystring(string)["foo"]    |
                                            |
                         querystring(string)["hello"]

2 、帮助 onRequest()函数 找出浏览器请求的URL路径

先新建一个 router.js 写入,能够输出当前请求的路径名称

function route(pathname) {
    console.log("请求路径是:" + pathname);
}
exports.route = route;

再扩展 server.js

var http = require("http"),
    //URL模块可以读取URL、分析诸如hostname、port之类的信息
    url  = require("url");

//传入 route (回调函数)
function start(route) {
    function onRequest(request, response) {
        var pathname = url.parse(request.url).pathname;
        //console.log("请求 "+pathname+" ,事件");

        route(pathname);

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

    http.createServer(onRequest).listen(8080);
    console.log("成功的提示:httpd start @8080");
}

exports.start = start;

最后扩展 index.js

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

server.start(router.route);

启动,输入 http://localhost:8080/a 结果

$ node index.js
成功的提示:httpd start @8080
请求路径是:/a
请求路径是:/favicon.ico

扩展:

Martin Fowlers 关于依赖注入的大作

函数编程

注重:数学本质、抽象本质。
重要的概念:循环可以没有(描述如何解决问题),递归(描述这个问题的定义)是不可或缺;
面向对象编程是 传递对象;而在函数式编程中,传递的是函数(更专业的叫:叫做高阶函数)
高阶函数:a、接受一个或多个函数输入;b、输出一个函数

其他, 行为驱动执行 (BDD) 和 测试驱动开发(TDD)

函数编程扩展阅读:

函数式编程扫盲篇
Steve Yegge 名词王国中的死刑

路由处理函数

示例,创建一个 requestHandlers.js 模块

function start() {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
}

function upload() {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;
对象传递

将一系列请求处理程序通过一个对象来传递,并且需要使用松耦合的方式将这个对象注入到 route() 函数中

1、先将这个对象引入到主文件 index.js

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

var handle = {};
    handle["/"] = requestHandlers.start;
    handle["/start"] = requestHandlers.start;
    handle["/upload"] = requestHandlers.upload;

server.start(router.route, handle);

2、把额外的传递参数 handle 给服务器 server.js

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

function start(route, handle) {
    function onRequest(request, response) {
        var pathname = url.parse(request.url).pathname;
        console.log("请求 "+pathname+" 响应");

        route(handle, pathname);

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

    http.createServer(onRequest).listen(8080);
    console.log("成功的提示:httpd start @8080");
}

exports.start = start;

3、修改 router.js

function route(handle, pathname) {
    console.log("route 请求路径:" + pathname);
    if (typeof handle[pathname] === \'function\') {
        handle[pathname]();
    } else {
        console.log("找不到路径 " + pathname);
    }
}

exports.route = route;

4、运行结果: http://localhost:8080/start

$ node index.js
成功的提示:httpd start @8080
请求 /start 响应
route 请求路径:/start
处理请求 \'start\' 开启.
请求 /favicon.ico 响应
route 请求路径:/favicon.ico
找不到路径 /favicon.ico

和浏览器的互动

浏览器需要对请求作出响应。

不好的实现方式

1、将 requestHandler.js 修改为

function start() {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    return "Hello Start";
}

function upload() {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    return "Hello Upload";
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

2、将 router.js 修改为

function route(handle, pathname) {
    console.log("route 请求路径:" + pathname);
    if (typeof handle[pathname] === \'function\') {
        return handle[pathname]();
    } else {
        console.log("找不到路径 " + pathname);
        return \'404 Not Found\'
    }
}

exports.route = route;

3、需要对 server.js 进行重构,以使得它能够将请求处理程序通过请求路由返回的内容 响应 给浏览器

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

function start(route, handle) {
    function onRequest(request, response) {
        var pathname = url.parse(request.url).pathname;
        console.log("请求 "+pathname+" 响应");
        response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});

        var content = route(handle, pathname);

        response.write(content);
        response.end();
    }
    http.createServer(onRequest).listen(8080);
    console.log("成功的提示:httpd start @8080");
}

exports.start = start;

4、运行结果:当输入 /start 是浏览器显示 hello start ……

缺点:

当未来有请求处理程序需要进行 非阻塞 的操作的时候,我们的应用就“挂”了。

阻塞与非阻塞

在请求处理程序中加入阻塞操作的用例 requestHandlers.js

function start() {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");

    function sleep (milliSeconds) {
        var startTime = new Date().getTime();
        while (new Date().getTime() < startTime + milliSeconds);
    }

    sleep(10000);
    return "Hello Start";
}

function upload() {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    return "Hello Upload";
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

这样,当 start() 被调用的时候,Node.js会先等待10秒,之后才会返回 “Hello Start” 。当调用 upload() 的时候,会和此前一样立即返回。

但是,当你打开两个浏览器窗口或者标签页,
第一个输入 http://localhost:8080/start 但是先不“回车”;
第二个输入 http://localhost:8080/upload 同样先不“回车”
接下来在第一个窗口中 /start 按下回车,快速的切到第二个窗口再按下回车……
会看到: /start 花了10s加载url, upload 居然也是!
原因就是 start() 包含了阻塞操作。形象的说就是“它阻塞了所有其他的处理工作”。

tips

1、Node.js是单线程的。它通过事件轮询(event loop)来实现并行操作
2、避免阻塞操作,多使用非阻塞操作————回调( callbackFunction()

一种错误的使用非阻塞操作的方式

修改 requestHandlers.js 中的 start 请求处理程序

//child_process 可以创建多进程,利用多核计算资源。
var exec = require("child_process").exec;

function start() {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    var content = "empty";

    exec("ls -lah", function (error, stdout, stderr) {
        content = stdout;
      });

    return content;
}

function upload() {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    return "Hello Upload";
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

上述代码创建了一个新的变量content(初始值为“empty”),执行 “ls -lah” 命令,将结果赋值给 content ,最后将content返回。
接下来 重启服务 访问 http://localhost:8080/start 结果是 empty ,
这时,exec() 在非阻塞这块发挥了作用。它可以执行非常耗时的 shell 操作而无需网页应用等待该操作。

但是代码是同步执行的,这就意味着在调用 exec() 之后,Node.js会立即执行 return content; 在这个时候,content仍然是 “empty” ,因为传递给 exec() 的回调函数还未执行到————因为 exec() 的操作是异步的……

tips:
child_process 模块提供四个创建子进程的函数: spawn,exec,execFile和fork
其中 spawn 是最原始的创建子进程的函数,其他三个都是对 spawn 不同程度的封装。 spawn 只能运行指定的程序,参数需要在列表中给出,相当于 execvp 系统函数,而 exec 可以直接运行复杂的命令
例子:运行ls -lh /usr

//使用 spawn
spawn(\'ls\', [\'-lh\', \'/usr\'])
//使用 exec
exec(\'ls -lh /usr\')

exec 是启动了一个系统 shell 命令来解析参数,可以执行复杂的命令,包括管道和重定向。
exec 还可以直接接受一个回调函数作为参数,回调函数有三个参数,分别是 err, stdout, stderr

以非阻塞操作进行请求响应(正确的方式)

实现方案: 函数编程(函数传递)

目前的结果:通过应用各层之间传递值的方式(请求处理程序 -> 请求路由 -> 服务器)将请求处理程序返回的内容(请求处理程序最终要显示给用户的内容)传递给HTTP服务器。

新实现方式:将服务器“传递”给内容的方式。从实践角度来说,就是将response对象(从服务器的回调函数 onRequest() 获取)通过请求路由传递给请求处理程序。 随后,处理程序就可以采用该对象上的函数来对请求作出响应。

1、 server.js

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

function start(route, handle) {
    function onRequest(request, response) {
        var pathname = url.parse(request.url).pathname;
        console.log("请求 "+pathname+" 响应");

        route(handle, pathname, response);
        
    }
    http.createServer(onRequest).listen(8080);
    console.log("成功的提示:httpd start @8080");
}

exports.start = start;

不再从 route() 函数获取返回值,而将 response 对象作为第三个参数传递给 route() 函数,并且,移除 onRequest() 中有关 response 的函数调用,这部分让 route() 函数完成。

2、 router.js

function route(handle, pathname, response) {
    console.log("route 请求路径:" + pathname);
    if (typeof handle[pathname] === \'function\') {
        handle[pathname](response);
    } else {
        console.log("找不到路径 " + pathname);
        response.writeHead(404, {"Content-Type": "text/plain"});
        response.write("404 Not found");
        response.end();
    }
}

exports.route = route;

相对此前从请求处理程序中获取返回值,这次取而代之的是直接传递 response 对象。

3、 requestHandler.js

var exec = require("child_process").exec;

function start(response) {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    
    exec("ls -lah", function (error, stdout, stderr) {
        response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
        response.write(stdout);
        response.end();
    });
}

function upload(response) {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("Hello Upload");
    response.end();
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

start 处理程序在 exec() 的匿名回调函数中做请求响应的操作
upload 处理程序这次是使用 response 对象。

4、运行结果: 运行很好

如何 证明 /start 处理程序中耗时的操作不会阻塞对 /upload 请求作出立即响应?
修改 requestHandlers.js

var exec = require("child_process").exec;

function start(response) {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    
    exec("find /",
        { timeout: 10000, maxBuffer: 2000*1024},
        function (error, stdout, stderr) {
            response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
            response.write(stdout);
            response.end();
        }
    );
}

function upload(response) {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("Hello Upload");
    response.end();
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

结果: /upload 时会立即响应,不管 /start 是否还在处理中

场景实战:一个图片上传并在浏览器中显示的功能

简单的例子: 用 post 请求提交给服务器 文本区 中的内容; requestHandlers.js

function start(response) {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    
    var body = \'<html>\'+
        \'<head>\'+
        \'<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; \'+
        \'charset=UTF-8" />\'+
        \'</head>\'+
        \'<body>\'+
        \'<form action="/upload" method="post">\'+
        \'<textarea name="text" rows="20" cols="60"></textarea>\'+
        \'<input type="submit" value=" 提 交 " />\'+
        \'</form>\'+
        \'</body>\'+
        \'</html>\';

    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"});
    response.write(body);
    response.end();

}

function upload(response) {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("Hello Upload");
    response.end();
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

因为 POST 请求会比较大(用户可能会填大量内容),为了使整个过程非阻塞, NodeJS 会将数据拆分成很多小数据块,然后通过触发特定的事件,将这些小数据块传递给回调函数。这里的特定的事件有 data 事件(表示新的小数据块到达了)以及 end事件(表示所有的数据都已经接收完毕)。

通过在 request 对象上注册监听器(listener)来实现这些事件的触发,以及回调;request对象是每次接收到HTTP请求时候,都会把该对象传递给 onRequest 回调函数。

request.addListener("data", function(chunk) {
  // called when a new chunk of data was received
});

request.addListener("end", function() {
  // called when all chunks of data have been received
});

这部分的逻辑应该写在哪里?
因为获取所有来自请求的数据,然后将这些数据给应用层处理,应该是HTTP服务器要做的事情,所以可以在服务器中处理 POST 数据,然后将最终的数据传递给请求路由和请求处理器,让他们来进行进一步的处理。

1、 server.js

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

function start(route, handle) {
    function onRequest(request, response) {
        var postData = \'\',
            pathname = url.parse(request.url).pathname;
        console.log("请求 "+pathname+" 响应");

        request.setEncoding(\'UTF-8\');

        request.addListener(\'data\', function(postDataChunk){
            postData += postDataChunk;
            console.log("收到数据块 ‘" + postDataChunk + "’.")
        })

        request.addListener(\'end\', function(){
            route(handle, pathname, response, postData);
        });

    }
    
    http.createServer(onRequest).listen(8080);
    console.log("成功的提示:httpd start @8080");
}

exports.start = start;

以上代码做了三件事:

  • 设置接收数据的编码 utf-8
  • 注册 data 事件,收集每次接收到的新数据块并赋值给 postData
  • 当所有数据接收完成在 end 事件中调用路由,传递给请求程序

2、接下来需要在 /upload 页面展示用户输入的内容,将 postData 传递给请求处理程序 router.js

function route(handle, pathname, response, postData) {
    console.log("route 请求路径:" + pathname);
    if (typeof handle[pathname] === \'function\') {
        handle[pathname](response, postData);
    } else {
        console.log("找不到路径 " + pathname);
        response.writeHead(404, {"Content-Type": "text/plain"});
        response.write("404 Not found");
        response.end();
    }
}

exports.route = route;

3、 requestHandlers.js

function start(response, postData) {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    
    var body = \'<html>\'+
        \'<head>\'+
        \'<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; \'+
        \'charset=UTF-8" />\'+
        \'</head>\'+
        \'<body>\'+
        \'<form action="/upload" method="post">\'+
        \'<textarea name="text" rows="20" cols="60"></textarea>\'+
        \'<input type="submit" value=" 提 交 " />\'+
        \'</form>\'+
        \'</body>\'+
        \'</html>\';

    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"});
    response.write(body);
    response.end();

}

function upload(response, postData) {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("你写的:" + decodeURIComponent(postData));
    response.end();
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

4、运行结果:

在 /start 中输入“ 你好 ” ,在 /upload 输出 你写的:text=你好

缺点: 其实一般情况下需要的只是 text 字段;那么,方法是调用 querystring 模块
修改 requestHandlers.js

//原生自带,包括4个方法,看 tips
var querystring = require(\'querystring\');

function start(response, postData) {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    
    var body = \'<html>\'+
        \'<head>\'+
        \'<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; \'+
        \'charset=UTF-8" />\'+
        \'</head>\'+
        \'<body>\'+
        \'<form action="/upload" method="post">\'+
        \'<textarea name="text" rows="20" cols="60"></textarea>\'+
        \'<input type="submit" value=" 提 交 " />\'+
        \'</form>\'+
        \'</body>\'+
        \'</html>\';

    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"});
    response.write(body);
    response.end();

}

function upload(response, postData) {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write("你写的:<br>" + querystring.parse(decodeURIComponent(postData).text));
    response.end();
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;

tips

querystring 类包含4个方法

1、querystring.stringify(obj, [sep], [eq]) 将对象转换成字符串
2、querystring.parse(str, [sep], [eq], [options]) 将字符串转换成对象
3、querystring.escape 参数编码
4、querystring.unescape 参数解码

处理文件上传

效果:允许用户上传图片,并将该图片在浏览器中显示出来。

需要用到外部模块: Felix Geisendörfer 开发的 node-formidable 模块

用 NPM 包管理器安装

npm install formidable

完成后

1、 requestHandlers.js 添加图片展示模块,修改上传模块

var querystring = require(\'querystring\'),
    //可将文件读取到服务器中
    fs = require(\'fs\');
    //解析上传文件数据
    formidable = require("formidable");

function start(response) {
    console.log("处理请求 \'start\' 开启.");
    
    var body = \'<html>\'+
        \'<head>\'+
        \'<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; \'+
        \'charset=UTF-8" />\'+
        \'</head>\'+
        \'<body>\'+
        \'<form action="/upload" enctype="multipart/form-data" \'+
        \'method="post">\'+
        \'<input type="file" name="upload">\'+
        \'<input type="submit" value=" 上 传 " />\'+
        \'</form>\'+
        \'</body>\'+
        \'</html>\';

    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"});
    response.write(body);
    response.end();

}

function upload(response, request) {
    console.log("处理请求 \'upload\' 开启.");

    var form = new formidable.IncomingForm();
    console.log("加载解析");
    form.parse(request, function(error, fields, files) {
        console.log("解析完成");

        var is = fs.createReadStream(files.upload.path);
        var os = fs.createWriteStream("./tmp/test.png");
        is.pipe(os);
        is.on(\'end\',function(){
            fs.unlinkSync(files.upload.path);
        });
        
        //fs.renameSync(files.upload.path, "./tmp/test.png");
        response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"});
        response.write("收到图片:<br/>");
        response.write("<img src=\'/show\' />");
        response.end();
    });

}


function show(response) {
    console.log("处理请求 \'show\' 开启.");
    fs.readFile("./tmp/test.png", "binary", function(error, file) {
        if(error) {
            response.writeHead(500, {"Content-Type": "text/plain"});
            response.write(error + "\n");
            response.end();
        } else {
            response.writeHead(200, {"Content-Type": "image/png"});
            response.write(file, "binary");
            response.end();
        }
    });
}

exports.start = start;
exports.upload = upload;
exports.show = show;

2、 index.js 添加新的请求处理到 路由映射表

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

var handle = {};
    handle["/"] = requestHandlers.start;
    handle["/start"] = requestHandlers.start;
    handle["/upload"] = requestHandlers.upload;
    handle["/show"] = requestHandlers.show; 

server.start(router.route, handle);

3、 server.js 移除对postData的处理以及request.setEncoding (这部分node-formidable自身会处理),转而采用将request对象传递给请求路由的方式:

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

function start(route, handle) {
    function onRequest(request, response) {
        var pathname = url.parse(request.url).pathname;
        console.log("请求 "+pathname+" 响应");
        route(handle, pathname, response, request);
    }

    http.createServer(onRequest).listen(8080);
    console.log("成功的提示:httpd start @8080");
}

exports.start = start;

4、 router.js 不需要传递postData了,而要传递request对象

function route(handle, pathname, response, request) {
    console.log("route 请求路径:" + pathname);
    if (typeof handle[pathname] === \'function\') {
        handle[pathname](response, request);
    } else {
        console.log("找不到路径 " + pathname);
        response.writeHead(404, {"Content-Type": "text/plain"});
        response.write("404 Not found");
        response.end();
    }
}

exports.route = route;

小坑:

//fs.renameSync(files.upload.path, "./tmp/test.png")
//报错如下
fs.js:543
  return binding.rename(pathModule._makeLong(oldPath),
                 ^
Error: EXDEV, cross-device link not permitted \'C:\User……
……

修改成如下代码即可:

var is = fs.createReadStream(files.upload.path);
var os = fs.createWriteStream("./tmp/test.png");
is.pipe(os);
is.on(\'end\',function(){
    fs.unlinkSync(files.upload.path);
});

//fs.renameSync(files.upload.path, "./tmp/test.png");

5、效果演示:(楼主以 .gif为例)

最终效果

注:本文笔记来自于 Manuel Kiessling写的 Node入门 一本全面的Node.js教程
其他: Node.js community wiki——NodeJS社区
本次扩展: NodeJS+Mongodb+Express做CMS博客系统(符合MVC)

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