nodejs理论学习

Node基础概念

• 1. 为什么要用node?

参考答案: 总结起来node有以下几个特点:简单强大，轻量可扩展．简单体现在node使用的是javascript,json来进行编码，人人都会；强大体现在非阻塞IO,可以适应分块传输数据，较慢的网络环境，尤其擅长高并发访问；轻量体现在node本身既是代码，又是服务器，前后端使用统一语言;可扩展体现在可以轻松应对多实例，多服务器架构，同时有海量的第三方应用组件．

• 2. node的构架是什么样子的?

参考答案: 主要分为三层，应用app >> V8及node内置架构 >> 操作系统. V8是node运行的环境，可以理解为node虚拟机．node内置架构又可分为三层: 核心模块(javascript实现) >> c++绑定 >> libuv + CAes + http.

• 3. node有哪些核心模块?

参考答案: EventEmitter, Stream, FS, Net和全局对象

node全局对象

• 1. node有哪些全局对象?

参考答案: process, console, Buffer和exports

• 2. process有哪些常用方法?

参考答案: process.stdin, process.stdout, process.stderr, process.on, process.env, process.argv, process.arch, process.platform, process.exit

• 3. console有哪些常用方法?

参考答案: console.log/console.info, console.error/console.warning, console.time/console.timeEnd, console.trace, console.table

• 4. node有哪些定时功能?

参考答案: setTimeout/clearTimeout, setInterval/clearInterval, setImmediate/clearImmediate, process.nextTick

• 5. node中的事件循环是什么样子的?

参考答案: event loop其实就是一个事件队列，先加入先执行，执行完一次队列，再次循环遍历看有没有新事件加入队列．但是请务必注意，这一个事件队列的循环，一次只执行一个事件，然后下一次循环再执行一个事件．这是由于javascript的单线程机制导致的，如果一次循环多个事件，就可能会阻塞其它代码的执行．异步执行的叫IO events, setImmediate是在当前队列立即执行,setTimout/setInterval是把执行定时到到后面的队列，process.nextTick是在当前执行完，下次遍历前执行．所以总体顺序是: IO events >> setImmediate >> setTimeout/setInterval(注册事件) >> process.nextTick.

• 6. node中的Buffer如何应用?

参考答案: Buffer是用来处理二进制数据的，比如图片，mp3,数据库文件等.Buffer支持各种编码解码，二进制字符串互转．

EventEmitter

• 1. 什么是EventEmitter?

参考答案: EventEmitter是node中一个实现观察者模式的类，主要功能是监听和发射消息，用于处理多模块交互问题.

• 2. 如何实现一个EventEmitter?

参考答案: 主要分三步：定义一个子类，调用构造函数，继承EventEmitter

代码演示

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

var util = require('util');
var EventEmitter = require('events').EventEmitter;
function MyEmitter() {
    EventEmitter.call(this);
} // 构造函数
util.inherits(MyEmitter, EventEmitter); // 继承
var em = new MyEmitter();
em.on('hello', function(data) {
	console.log('收到事件hello的数据:', data);
}); // 接收事件，并打印到控制台
em.emit('hello', 'EventEmitter传递消息真方便!');

• 3. EventEmitter有哪些典型应用?

        参考答案: 

        1) 模块间传递消息 

        2) 回调函数内外传递消息 

        3) 处理流数据，因为流是在EventEmitter基础上实现的. 

        4) 观察者模式发射触发机制相关应用

• 4. 怎么捕获EventEmitter的错误事件?

        参考答案: 监听error事件即可．如果有多个EventEmitter,也可以用domain来统一处理错误事件.

代码演示

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

var domain = require('domain');
var myDomain = domain.create();
myDomain.on('error', function(err){
	console.log('domain接收到的错误事件:', err);
}); // 接收事件并打印 
myDomain.run(function(){ 
	var emitter1 = new MyEmitter();  
    emitter1.emit('error', '错误事件来自emitter1'); 
    emitter2 = new MyEmitter();
    emitter2.emit('error', '错误事件来自emitter2');
});

• 5. EventEmitter中的newListenser事件有什么用处?

参考答案: newListener可以用来做事件机制的反射，特殊应用，事件管理等．当任何on事件添加到EventEmitter时，就会触发newListener事件，基于这种模式，我们可以做很多自定义处理.

代码演示

1
2
3
4
5
6
7
8
9

var emitter3 = new MyEmitter();
emitter3.on('newListener', function(name, listener) {
	console.log("新事件的名字:", name);
	console.log("新事件的代码:", listener);
	setTimeout( function() { console.log("我是自定义延时处理机制"); }, 1000);
});
emitter3.on('hello', function() {
	console.log('hello　node');
});

Stream

• 1. 什么是Stream?

参考答案: stream是基于事件EventEmitter的数据管理模式．由各种不同的抽象接口组成，主要包括可写，可读，可读写，可转换等几种类型．

• 2. Stream有什么好处?

参考答案: 非阻塞式数据处理提升效率，片断处理节省内存，管道处理方便可扩展等.

• 3. Stream有哪些典型应用?

参考答案: 文件，网络，数据转换，音频视频等.

• 4. 怎么捕获Stream的错误事件?

参考答案: 监听error事件，方法同EventEmitter.

• 5. 有哪些常用Stream,分别什么时候使用?

参考答案: Readable为可被读流，在作为输入数据源时使用；Writable为可被写流,在作为输出源时使用；Duplex为可读写流,它作为输出源接受被写入，同时又作为输入源被后面的流读出．Transform机制和Duplex一样，都是双向流，区别时Transfrom只需要实现一个函数_transfrom(chunk, encoding, callback);而Duplex需要分别实现_read(size)函数和_write(chunk, encoding, callback)函数.

• 6. 实现一个Writable Stream?

参考答案: 三步走:1)构造函数call Writable 2)　继承Writable 3) 实现_write(chunk, encoding, callback)函数

代码演示

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

var Writable = require('stream').Writable; 
var util = require('util'); 
function MyWritable(options) { 
    Writable.call(this, options); 
} // 构造函数
util.inherits(MyWritable, Writable); // 继承自Writable
MyWritable.prototype._write = function(chunk, encoding, callback) { 
	console.log("被写入的数据是:", chunk.toString()); // 此处可对写入的数据进行处理 

    callback();  
}; 
process.stdin.pipe(new MyWritable()); // stdin作为输入源，MyWritable作为输出源

文件系统

• 1. 内置的fs模块架构是什么样子的?

参考答案: fs模块主要由下面几部分组成: 1) POSIX文件Wrapper,对应于操作系统的原生文件操作2) 文件流 fs.createReadStream和fs.createWriteStream 3) 同步文件读写,fs.readFileSync和fs.writeFileSync 4) 异步文件读写, fs.readFile和fs.writeFile

• 2. 读写一个文件有多少种方法?

参考答案: 总体来说有四种: 1) POSIX式低层读写 2) 流式读写 3) 同步文件读写 4) 异步文件读写

• 3. 怎么读取json配置文件?

参考答案: 主要有两种方式，第一种是利用node内置的require(‘data.json’)机制，直接得到js对象;第二种是读入文件入内容，然后用JSON.parse(content)转换成js对象．二者的区别是require机制情况下，如果多个模块都加载了同一个json文件，那么其中一个改变了js对象，其它跟着改变，这是由node模块的缓存机制造成的，只有一个js模块对象; 第二种方式则可以随意改变加载后的js变量，而且各模块互不影响，因为他们都是独立的，是多个js对象.

• 4. fs.watch和fs.watchFile有什么区别，怎么应用?

参考答案: 二者主要用来监听文件变动．fs.watch利用操作系统原生机制来监听，可能不适用网络文件系统; fs.watchFile则是定期检查文件状态变更，适用于网络文件系统，但是相比fs.watch有些慢，因为不是实时机制．

网络

• 1. node的网络模块架构是什么样子的?

参考答案: node全面支持各种网络服务器和客户端，包括tcp, http/https, tcp, udp, dns, tls/ssl等.

• 2. node是怎样支持https,tls的?

参考答案: 主要实现以下几个步骤即可: 1) openssl生成公钥私钥 2) 服务器或客户端使用https替代http 3) 服务器或客户端加载公钥私钥证书

• 3. 实现一个简单的http服务器?

参考答案: 经典又很没毛意义的一个题目．思路是加载http模块，创建服务器，监听端口.

代码演示

1
2
3
4
5
6

var http = require('http'); // 加载http模块
http.createServer(function(req, res) {
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'}); // 200代表状态成功, 文档类型是给浏览器识别用的
    res.write('<meta charset="UTF-8"> <h1>我是标题啊！</h1> <font color="red">这么原生，初级的服务器，下辈子能用着吗?!</font>'); // 返回给客户端的html数据
    res.end(); // 结束输出流
}).listen(3000); // 绑定3ooo, 查看效果请访问 http://localhost:3000

child-process

• 1. 为什么需要child-process?

参考答案: node是异步非阻塞的，这对高并发非常有效．可是我们还有其它一些常用需求，比如和操作系统shell命令交互，调用可执行文件，创建子进程进行阻塞式访问或高CPU计算等，child-process就是为满足这些需求而生的．child-process顾名思义，就是把node阻塞的工作交给子进程去做．

• 2. exec,execFile,spawn和fork都是做什么用的?

参考答案: exec可以用操作系统原生的方式执行各种命令，如管道 cat ab.txt | grep hello; execFile是执行一个文件; spawn是流式和操作系统进行交互; fork是两个node程序(javascript)之间时行交互.

• 3. 实现一个简单的命令行交互程序?

参考答案: 那就用spawn吧.

代码演示

1
2
3

var cp = require('child_process');
var child = cp.spawn('echo', ['你好', "钩子"]); // 执行命令
child.stdout.pipe(process.stdout); // child.stdout是输入流，process.stdout是输出流						

// 这句的意思是将子进程的输出作为当前程序的输入流，然后重定向到当前程序的标准输出，即控制

4. 两个node程序之间怎样交互?

参考答案: 用fork嘛，上面讲过了．原理是子程序用process.on, process.send，父程序里用child.on,child.send进行交互.

代码演示

1. fork-parent.js

1
2
3
4
5
6

var cp = require('child_process');
var child = cp.fork('./fork-child.js');
child.on('message', function(msg){
console.log('老爸从儿子接受到数据:', msg);
});
child.send('我是你爸爸，送关怀来了!');

2. fork-child.js

1
2
3
4

process.on('message', function(msg){
console.log("儿子从老爸接收到的数据:", msg);
process.send("我不要关怀，我要银民币！");
});

5. 怎样让一个js文件变得像linux命令一样可执行?

参考答案: 1) 在myCommand.js文件头部加入 #!/usr/bin/env node 2) chmod命令把js文件改为可执行即可 3) 进入文件目录，命令行输入myComand就是相当于node myComand.js了

6. child-process和process的stdin,stdout,stderror是一样的吗?

参考答案: 概念都是一样的，输入，输出，错误，都是流．区别是在父程序眼里，子程序的stdout是输入流，stdin是输出流．

node高级话题(异步，部署，性能调优，异常调试等)

• 1. node中的异步和同步怎么理解

参考答案: node是单线程的，异步是通过一次次的循环事件队列来实现的．同步则是说阻塞式的IO,这在高并发环境会是一个很大的性能问题，所以同步一般只在基础框架的启动时使用，用来加载配置文件，初始化程序什么的．

• 2. 有哪些方法可以进行异步流程的控制?

参考答案: 1) 多层嵌套回调 2)　为每一个回调写单独的函数，函数里边再回调 3) 用第三方框架比方async, q, promise等

• 3. 怎样绑定node程序到80端口?

参考答案: 多种方式 1) sudo 2) apache/nginx代理 3) 用操作系统的firewall iptables进行端口重定向

• 4. 有哪些方法可以让node程序遇到错误后自动重启?

参考答案: 1) runit 2) forever 3) nohup npm start &

• 5. 怎样充分利用多个CPU?

参考答案: 一个CPU运行一个node实例

• 6. 怎样调节node执行单元的内存大小?

参考答案: 用–max-old-space-size 和 –max-new-space-size 来设置 v8 使用内存的上限

• 7. 程序总是崩溃，怎样找出问题在哪里?

参考答案: 1) node –prof 查看哪些函数调用次数多 2) memwatch和heapdump获得内存快照进行对比，查找内存溢出

• 8. 有哪些常用方法可以防止程序崩溃?

参考答案: 1) try-catch-finally 2) EventEmitter/Stream error事件处理 3) domain统一控制 4) jshint静态检查 5) jasmine/mocha进行单元测试

• 9. 怎样调试node程序?

参考答案: node –debug app.js 和node-inspector

常用知名第三方类库(Async, Express等)

• 1. async都有哪些常用方法，分别是怎么用?

参考答案: async是一个js类库，它的目的是解决js中异常流程难以控制的问题．async不仅适用在node.js里，浏览器中也可以使用．

 1) async.parallel并行执行完多个函数后，调用结束函数

1

async.parallel([function(){ ... },function(){ ... }], callback);

2. async.series串行执行完多个函数后，调用结束函数

1

async.series([function(){ ... },function(){ ... }]);

3. async.waterfall依次执行多个函数，后一个函数以前面函数的结果作为输入参数

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

async.waterfall([ function(callback) {
    callback(null, 'one', 'two');
}, function(arg1, arg2, callback) {
// arg1 now equals 'one' and arg2 now equals 'two'
    callback(null, 'three');
}, function(arg1, callback) {
// arg1 now equals 'three' 
    callback(null, 'done');
}], function (err, result) {
    // result now equals 'done'
});

4. async.map异步执行多个数组，返回结果数组

1
2
3

async.map(['file1','file2','file3'], fs.stat, function(err, results) {
// results is now an array of stats for each file 
});

5. async.filter异步过滤多个数组，返回结果数组

1
2
3

async.filter(['file1','file2','file3'], fs.exists, function(results) {
// results now equals an array of the existing files
});

• 2. express项目的目录大致是什么样子的

参考答案: app.js, package.json, bin/www, public, routes, views.

• 3. express常用函数

参考答案: express.Router路由组件,app.get路由定向，app.configure配置，app.set设定参数,app.use使用中间件

• 4. express中如何获取路由的参数

参考答案: /users/:name使用req.params.name来获取; req.body.username则是获得表单传入参数username; express路由支持常用通配符 ?, +, *, and ()

• 5. express response有哪些常用方法

参考答案: res.download() 弹出文件下载

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

res.end() 
结束
response
res.json() 
返回
json
res.jsonp() 
返回
jsonp
res.redirect() 
重定向请求
res.render() 
渲染模板
res.send() 
返回多种形式数据
res.sendFile 
返回文件
res.sendStatus() 
返回状态