第三章认识Node.js模块化开发

本文介绍: Nod e.js是一个开源的、跨平台的Jav aSc rip t 运行环境，基于Googl e的V8 Jav aSc rip t 引擎。它可以在服务器端运行Jav aSc rip t 代码，并且可以处理I/O操作、网络请求和文件系统等任务。Nod e.js的出现是为了弥补传统服务器端技术的不足，例如Apach e和Java We b 应用。相比之下，Nod e.js 具有更高的性能和更好的扩展性。Nod e.js也提供了丰富的模块库，使得开发者可以更加轻松地构建服务器端应用程序。Nod e.js的主要优点。

认识Node.js

认识Node.js

概述

Node.js是一个开源的、跨平台的JavaSc rip t 运行环境，基于Google的V8 JavaSc ript引擎。它可以在服务器端运行JavaSc ript代码，并且可以处理I/O操作、网络请求和文件系统等任务。

Node.js的出现是为了弥补传统服务器端技术的不足，例如Apache和Java Web 应用。相比之下，Node.js 具有更高的性能和更好的扩展性。Node.js也提供了丰富的模块库，使得开发者可以更加轻松地构建服务器端应用程序。

Node.js的主要优点是非阻塞I/O和单线程执行模型，可以处理大量的并发请求。同时，它也可以与其他技术一起使用，例如Mon goDB、MySQL和Ex pre ss.js等。

作用

Node.js的主要作用是在服务器端运行JavaSc ript代码，它可以用于开发各种类型的网络应用程序。以下是Node.js的主要作用：

Web服务器：Node.js可以创建Web服务器，处理HTTP请求和响应，并生成动态内容。
命令行工具：Node.js可以创建各种类型的命令行工具，比如构建工具、自动化脚本等。
实时应用程序：Node.js非常适合开发实时应用程序，比如在线游戏、即时聊天等。
微服务：Node.js可以用于开发微服务架构，使得应用程序更加模块化，易于维护和扩展。
数据库交互：Node.js可以与各种类型的数据库进行交互，比如Mon goDB、MySQL等。
API服务器：Node.js可以用于创建API服务器，为其他应用程序提供数据和服务。

总的来说，Node.js的作用非常广泛，它可以帮助开发者构建可伸缩、高性能、高效的网络应用程序。

基本使用

Node.js的运行

以下是使用Node.js的基本步骤：

安装Node.js环境：在官网 https://nodejs.org/en 下载并安装Node.js，安装完成后在命令行输入node -v可以查看版本号，如果有版本号输出则说明安装成功。
编写代码：使用文本编辑器编写JavaSc r ipt代码，比如Hel lo World程序：
```
console.log("Hello World!");
```
运行代码：在命令行中进入到代码文件所在的目录，输入node 文件名.js运行代码，比如：
```
node helloworld.js
```
查看结果：如果代码执行成功，则会在命令行中输出Hello World!。

除了上述基本步骤外，使用Node.js还需要学习和掌握以下内容：

模块化开发（使用require()导入模块）
文件系统操作（使用fs 模块读写文件）
HTTP服务器开发（使用http 模块创建HTTP服务器）
异步编程（使用回调函数、Pro m ise、async/await等方式处理异步操作）
第三方模块的使用和安装

通过学习这些内容，可以更充分地利用Node.js的功能，编写出更为复杂和实用的程序。

Node.js的组成

JavaScr i pt和Node.js的核心语法都是ECMAScr i pt，JavaScr i pt是一种脚本语言，一般运行在客户端，而node.js就是运行在服务端的JavaScr ipt。

JavaScr ipt由三部分组成，分别是ECMAScr ipt，DOM和BOM，具体如下

ECMAScript是JavaScript的核心

规定了JavaScript的语法和基本对象，包括字符串、数组、函数等。ECMAScript是跨平台、跨浏览器的标准，也是JavaScript的基础。

DOM（Document Object Model 文档对象模型）是JavaScript操作网页元素的接口

通过DOM可以获取、修改网页中的HTML元素、CSS样式和属性。DOM提供了树形结构的方式来表示HTML文档，开发者可以使用JavaScript动态改变页面元素。

BOM（Browser Object Model 浏览器对象模型）是JavaScript操作浏览器窗口和框架的接口。

BOM提供了访问浏览器窗口、历史记录、定时器、对话框等浏览器级别的功能。BOM没有标准化，不同浏览器实现可能会有所不同。

注意：在Node.js中，主要使用ECMAScript规范，而DOM和BOM则不适用于Node.js环境。

Node.js的语法

Node.js的语法基于ECMAScript语法标准，因此和浏览器中的JavaScript语法基本一致，下面是一些常用的语法：

变量声明：Node.js可以使用var和let关键字声明变量，例如：

var a = 1;
let b = 2;

其中，var 关键字声明的变量作用域为函数作用域，let 关键字声明的变量作用域为块级作用域。

函数定义和调用：Node.js的函数定义方式与传统的JavaScript函数定义方式相同，例如：

function add(x, y) {
  return x + y;
}

可以使用函数名进行调用：

let result = add(1, 2); // 3

也可以使用匿名函数进行定义：

let add = function(x, y) {
  return x + y;
}

模块化：Node.js的模块化采用Comm onJS规范，可以通过require函数引入其他模块，通过module.exports导出模块。例如：

// 导入其他模块
const math = require('./math');

// 导出模块
module.exports = {
  add: math.add,
  sub: math.sub
};

回调函数：Node.js中常用的操作都是异步的，回调函数是异步编程中常用的方式，例如：

// 异步读取文件内容
const fs = require('fs');
fs.readFile('file.txt', function(err, data) {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});

事件：Node.js中的事件是基于事件驱动的编程模型，可以通过事件发射器 emit()函数触发事件，通过事件监听器 on()函数处理事件。例如：

// 定义事件发射器
const EventEmitter = require('events');
const emitter = new EventEmitter();

// 绑定事件监听器
emitter.on('event', function(message) {
  console.log(message);
});

// 触发事件
emitter.emit('event', 'hello world');

以上只是一些Node.js语法的基本使用，实际开发中还有更多细节需要掌握。

Node.js全局 对象

以下是Node.js全局对象的语法和简单应用：

console：全局对象，用于在控制台输出信息。

console.log('Hello'); // 输出：Hello
console.error('Error message'); // 输出错误信息

process：全局对象，用于获取当前进程信息、环境变量和命令行参数。

console.log(process.argv); // 输出命令行参数数组
console.log(process.env); // 输出环境变量对象
console.log(process.cwd()); // 输出当前工作目录
console.log(process.pid); // 输出当前进程的进程ID

module：全局对象，用于定义模块和导出变量或函数供其他模块使用。

// greeting.js
module.exports = function(name) {
  console.log('Hello ' + name + '!');
}

// main.js
const sayHello = require('./greeting.js');
sayHello('Tom'); // 输出：Hello Tom!

require：全局函数，用于加载其他模块。

const fs = require('fs');
fs.readFile('example.txt', function(err, data) { 
  if (err) throw err;
  console.log(data.toString());
});

setTimeout和setInterval：全局函数，用于延迟和定时执行代码。

console.log('Start');
setTimeout(function() {
  console.log('End');
}, 3000); // 3秒后输出：End

let interval = setInterval(function() {
  console.log('Interval');
}, 1000); // 每隔1秒输出：Interval

setTimeout(function() {
  clearInterval(interval);
}, 5000); // 5秒后停止输出Interval

以上是Node.js全局对象的语法和简单应用示例，开发者应该熟悉并深入理解这些对象的使用，用于编写高效的Node.js应用程序。

认识模块化开发

概述

模块化开发是一种软件架构设计模式，它将一个大型的软件系统拆分成多个小的、相互独立的模块或组件，每个模块或组件处理自己的功能和数据，通过接口和其他模块或组件进行通信和协作完成整个系统的功能。

举个例子在生产工作中，手机或者电脑都是由各个模块组装而成了，模块损坏可以直接替换

场景

在JavaScript应用程序中，模块化开发的目的是提高代码的复用性、可维护性和可扩展性，同时降低代码的耦合度，避免全局命名空间污染和变量冲突等问题。

在Node.js环境中，模块化采用CommonJS规范，即每个模块是一个单独的文件，通过require()函数加载其他模块，通过module.exports对象导出自己的变量和函数供其他模块使用。

在浏览器环境中，模块化采用ES6模块规范，即每个模块是一个单独的文件，通过import关键字加载其他模块，通过export关键字导出自己的变量和函数供其他模块使用。

特点

封装性：每个模块都可以独立开发、测试和维护，对其他模块是透明的。

可重用性：模块可以被多个应用程序或组件复用。

可移植性：模块可以被轻松地移植到其他项目中，不需要改动太多代码。

可测试性：每个模块的功能独立，可以单独进行测试。

松耦合：模块之间通过接口进行通信和协作，降低了模块之间的耦合度。

高内聚：模块内部的功能高度相关，代码结构清晰，易于理解和维护。

模块成员的导入和导出

在模块化开发中，模块成员的导入和导出是非常重要的。Node.js支持CommonJS规范，使用module.exports和require来实现模块成员的导出和导入。同时ES6也支持模块化语法

Node.js 模块化语法

Node.js 模块化语法通过 require 导入模块，通过 module.exports 导出模块。

导入模块

const module = require('module-name');

其中，module-name 是需要导入的模块名称，可以是 Node.js 内置模块名称、第三方模块名称或者是自定义模块名称。require 函数会返回一个对象，该对象代表被导入的模块。

导出模块

module.exports = {};

module.exports 可以是任何类型，可以是一个函数、一个对象或者是一个变量。需要被导出的内容赋值给 module.exports 即可。

ES6 模块化语法

ES6 模块化语法通过 import 导入模块，通过 export 导出模块。

导入模块

import module from 'module-name';
//import 接收名称 from '模块路径地址';

其中，module-name 是需要导入的模块名称，可以是 Node.js 内置模块名称、第三方模块名称或者是自定义模块名称。import 会返回一个对象，该对象代表被导入的模块。

导出模块

export default {};

export 可以导出任何类型，可以是一个函数、一个对象或者是一个变量。需要被导出的内容赋值给 export default 即可。

除了 export default 以外，还可以使用以下语法对多个模块成员进行命名导出：

export const a = 1;
export const b = 2;

在导入时，可以通过以下语法进行解构赋值：

import { a, b } from 'module-name';

需要注意的是，CommonJS模块是同步加载的，而ES6模块是异步加载的。另外，Node.js中也可以使用ES6模块语法，但需要在文件名后加上.mjs扩展名，Node.js版本也需要高于v13.2才支持。

项目

使用Node.js的基本语法和模块化语法和全局对象的简单项目：打印出当前系统的用户名和操作系统类型。

在命令行中执行以下步骤：

创建一个新目录，例如 project。
进入该目录并执行命令 npm init，按照提示创建 package.json 文件。
在该目录下创建一个新的 JavaScript 文件，例如 index.js。
在 index.js 中编写以下代码：

const os = require('os'); // 引入系统模块
const username = os.userInfo().username; // 获取当前用户的用户名
const type = os.type(); // 获取操作系统类型

console.log(`当前系统用户名为：${username}`);
console.log(`当前操作系统类型为：${type}`);

在命令行中执行 node index.js，即可看到输出结果。

在上述代码中，require 是 Node.js 中用来引入模块的语法，os 是一个 Node.js 自带的系统模块，可以用来获取系统相关的信息。os.userInfo() 返回当前用户的一些信息，比如用户名、家目录等。os.type() 返回当前操作系统类型，例如 Windows、Linux 等。