深入浅出Node.js

【例子介绍】深入浅出Node.js

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【源码结构】

?? ? ?
? 1 ?? Node ?? ........................................... 1
1.1 Node 的诞生历程 ....................................... 1
1.2 Node 的命名与起源 ................................... 1
1.2.1 为什么是 JavaScript ....................... 2
1.2.2 为什么叫 Node ............................... 2
1.3 Node 给 JavaScript 带来的意义 ................. 2
1.4 Node 的特点 .............................................. 4
1.4.1 异步 I/O .......................................... 4
1.4.2 事件与回调函数 ............................. 6
1.4.3 单线程 ............................................ 7
1.4.4 跨平台 ............................................ 7
1.5 Node 的应用场景 ....................................... 8
1.5.1 I/O 密集型 ...................................... 8
1.5.2 是否不擅长 CPU 密集型业务 ........ 8
1.5.3 与遗留系统和平共处 ................... 10
1.5.4 分布式应用 .................................. 10
1.6 Node 的使用者 ......................................... 10
1.7 参考资源 .................................................. 11
? 2 ?? ???? ............................................ 12
2.1 CommonJS 规范 ....................................... 13
2.1.1 CommonJS 的出发点 ................... 13
2.1.2 CommonJS 的模块规范 ................ 14
2.2 Node 的模块实现 ..................................... 15
2.2.1 优先从缓存加载 ........................... 16
2.2.2 路径分析和文件定位 ................... 16
2.2.3 模块编译 ...................................... 18
2.3 核心模块 .................................................. 20
2.3.1 JavaScript 核心模块的编译
过程 .............................................. 21
2.3.2 C/C 核心模块的编译过程 ......... 22
2.3.3 核心模块的引入流程 ................... 25
2.3.4 编写核心模块 .............................. 25
2.4 C/C 扩展模块 ....................................... 27
2.4.1 前提条件 ...................................... 28
2.4.2 C/C 扩展模块的编写 ................ 29
2.4.3 C/C 扩展模块的编译 ................ 30
2.4.4 C/C 扩展模块的加载 ................ 31
2.5 模块调用栈 .............................................. 32
2.6 包与 NPM ................................................ 33
2.6.1 包结构 .......................................... 34
2.6.2 包描述文件与 NPM ..................... 34
2.6.3 NPM 常用功能 ............................. 37
2.6.4 局域 NPM .................................... 42
2.6.5 NPM 潜在问题 ............................. 43
2.7 前后端共用模块 ...................................... 44
2.7.1 模块的侧重点 .............................. 44
2.7.2 AMD 规范 .................................... 44
2.7.3 CMD 规范 .................................... 45
2.7.4 兼容多种模块规范 ....................... 45
2.8 总结 ......................................................... 46
2.9 参考资源 .................................................. 46
? 3 ?? ?? I/O ............................................. 47
3.1 为什么要异步 I/O .................................... 47
3.1.1 用户体验 ...................................... 48
3.1.2 资源分配 ...................................... 49
3.2 异步 I/O 实现现状 ................................... 50
3.2.1 异步 I/O 与非阻塞 I/O ................. 50
3.2.2 理想的非阻塞异步 I/O ................. 54
3.2.3 现实的异步 I/O ............................ 54
3.3 Node 的异步 I/O ...................................... 56
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2 目 录
3.3.1 事件循环 ...................................... 56
3.3.2 观察者 .......................................... 56
3.3.3 请求对象 ...................................... 57
3.3.4 执行回调 ...................................... 59
3.3.5 小结 .............................................. 60
3.4 非 I/O 的异步 API ................................... 60
3.4.1 定时器 .......................................... 60
3.4.2 process.nextTick() ...................... 61
3.4.3 setImmediate() ............................. 62
3.5 事件驱动与高性能服务器 ....................... 63
3.6 总结 ......................................................... 65
3.7 参考资源 ................................................. 65
? 4 ?? ???? ............................................ 66
4.1 函数式编程 .............................................. 66
4.1.1 高阶函数 ...................................... 66
4.1.2 偏函数用法 .................................. 67
4.2 异步编程的优势与难点 ........................... 68
4.2.1 优势 .............................................. 69
4.2.2 难点 .............................................. 70
4.3 异步编程解决方案 .................................. 74
4.3.1 事件发布/订阅模式 ...................... 74
4.3.2 Promise/Deferred 模式 ................. 82
4.3.3 流程控制库 .................................. 93
4.4 异步并发控制 ........................................ 105
4.4.1 bagpipe 的解决方案 ................... 105
4.4.2 async 的解决方案 ...................... 109
4.5 总结 ....................................................... 110
4.6 参考资源 ............................................... 110
? 5 ?? ???? .......................................... 111
5.1 V8 的垃圾回收机制与内存限制 ........... 111
5.1.1 Node 与 V8 ................................. 112
5.1.2 V8 的内存限制 ........................... 112
5.1.3 V8 的对象分配 ........................... 112
5.1.4 V8 的垃圾回收机制 ................... 113
5.1.5 查看垃圾回收日志 ..................... 119
5.2 高效使用内存 ........................................ 121
5.2.1 作用域 ........................................ 121
5.2.2 闭包 ............................................ 123
5.2.3 小结 ............................................ 124
5.3 内存指标 ............................................... 124
5.3.1 查看内存使用情况 .................... 124
5.3.2 堆外内存 .................................... 126
5.3.3 小结 ........................................... 127
5.4 内存泄漏 ............................................... 127
5.4.1 慎将内存当做缓存 .................... 127
5.4.2 关注队列状态 ............................ 130
5.5 内存泄漏排查 ........................................ 130
5.5.1 node-heapdump .......................... 131
5.5.2 node-memwatch ......................... 132
5.5.3 小结 ........................................... 135
5.6 大内存应用 ........................................... 135
5.7 总结 ....................................................... 136
5.8 参考资源 ............................................... 136
? 6 ?? ?? Buffer ..................................... 137
6.1 Buffer 结构 ............................................ 137
6.1.1 模块结构 .................................... 137
6.1.2 Buffer 对象 ................................ 138
6.1.3 Buffer 内存分配 ......................... 139
6.2 Buffer 的转换 ........................................ 141
6.2.1 字符串转 Buffer ......................... 141
6.2.2 Buffer 转字符串 ......................... 142
6.2.3 Buffer 不支持的编码类型 ......... 142
6.3 Buffer 的拼接 ........................................ 143
6.3.1 乱码是如何产生的 .................... 144
6.3.2 setEncoding()与 string_
decoder() ................................... 144
6.3.3 正确拼接 Buffer ......................... 145
6.4 Buffer 与性能 ........................................ 146
6.5 总结 ....................................................... 149
6.6 参考资源 ............................................... 149
? 7 ?? ???? ......................................... 150
7.1 构建 TCP 服务 ...................................... 150
7.1.1 TCP ............................................ 150
7.1.2 创建 TCP 服务器端 ................... 151
7.1.3 TCP 服务的事件 ........................ 153
7.2 构建 UDP 服务 ...................................... 154
7.2.1 创建 UDP 套接字 ...................... 154
图灵社区会员 Eric Liu(guangqiang.dev@gmail.com) 专享 尊重版权
目 录 3
7.2.2 创建 UDP 服务器端 ................... 154
7.2.3 创建 UDP 客户端 ....................... 155
7.2.4 UDP 套接字事件 ........................ 155
7.3 构建 HTTP 服务 .................................... 155
7.3.1 HTTP .......................................... 156
7.3.2 http 模块 .................................... 157
7.3.3 HTTP 客户端 .............................. 161
7.4 构建 WebSocket 服务 ............................ 163
7.4.1 WebSocket 握手 ......................... 164
7.4.2 WebSocket 数据传输 .................. 167
7.4.3 小结 ............................................ 169
7.5 网络服务与安全 .................................... 169
7.5.1 TLS/SSL ..................................... 170
7.5.2 TLS 服务 .................................... 172
7.5.3 HTTPS 服务 ............................... 173
7.6 总结 ....................................................... 175
7.7 参考资源 ................................................ 176
? 8 ?? ?? Web ?? ............................... 177
8.1 基础功能 ................................................ 177
8.1.1 请求方法 .................................... 178
8.1.2 路径解析 .................................... 179
8.1.3 查询字符串 ................................ 180
8.1.4 Cookie ........................................ 181
8.1.5 Session ........................................ 184
8.1.6 缓存 ............................................ 190
8.1.7 Basic 认证 .................................. 193
8.2 数据上传 ................................................ 195
8.2.1 表单数据 .................................... 195
8.2.2 其他格式 .................................... 196
8.2.3 附件上传 .................................... 197
8.2.4 数据上传与安全 ......................... 199
8.3 路由解析 ................................................ 201
8.3.1 文件路径型 ................................ 202
8.3.2 MVC ........................................... 202
8.3.3 RESTful ...................................... 207
8.4 中间件 .................................................... 210
8.4.1 异常处理 .................................... 214
8.4.2 中间件与性能 ............................. 215
8.4.3 小结 ............................................ 216
8.5 页面渲染 ................................................ 217
8.5.1 内容响应 .................................... 217
8.5.2 视图渲染 .................................... 219
8.5.3 模板 ............................................ 220
8.5.4 Bigpipe ....................................... 231
8.6 总结 ....................................................... 235
8.7 参考资源 ................................................ 235
? 9 ?? ???? .......................................... 236
9.1 服务模型的变迁 .................................... 236
9.1.1 石器时代：同步 ......................... 236
9.1.2 青铜时代：复制进程 ................. 237
9.1.3 白银时代：多线程 ..................... 237
9.1.4 黄金时代：事件驱动 ................. 237
9.2 多进程架构 ............................................ 238
9.2.1 创建子进程 ................................ 239
9.2.2 进程间通信 ................................ 240
9.2.3 句柄传递 .................................... 242
9.2.4 小结 ............................................ 247
9.3 集群稳定之路 ........................................ 248
9.3.1 进程事件 .................................... 248
9.3.2 自动重启 .................................... 249
9.3.3 负载均衡 .................................... 254
9.3.4 状态共享 .................................... 255
9.4 Cluster 模块 ........................................... 257
9.4.1 Cluster 工作原理 ........................ 258
9.4.2 Cluster 事件 ................................ 259
9.5 总结 ....................................................... 259
9.6 参考资源 ................................................ 260
? 10 ?? ?? ................................................ 261
10.1 单元测试 .............................................. 261
10.1.1 单元测试的意义 ..................... 261
10.1.2 单元测试介绍 ......................... 263
10.1.3 工程化与自动化 ..................... 276
10.1.4 小结 ........................................ 277
10.2 性能测试 .............................................. 278
10.2.1 基准测试 ................................ 278
10.2.2 压力测试 ................................ 280
10.2.3 基准测试驱动开发 ................. 281
10.2.4 测试数据与业务数据的转换 ... 283
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4 目 录
10.3 总结 ..................................................... 284
10.4 参考资源 .............................................. 284
? 11 ?? ??? ............................................ 285
11.1 项目工程化 .......................................... 285
11.1.1 目录结构 ................................ 285
11.1.2 构建工具 ................................ 286
11.1.3 编码规范 ................................ 289
11.1.4 代码审查 ................................ 289
11.2 部署流程 .............................................. 290
11.2.1 部署环境 ................................ 291
11.2.2 部署操作 ................................ 291
11.3 性能 ..................................................... 293
11.3.1 动静分离 ................................ 293
11.3.2 启用缓存 ................................ 294
11.3.3 多进程架构 ............................ 294
11.3.4 读写分离 ................................ 295
11.4 日志 ..................................................... 295
11.4.1 访问日志 ................................ 295
11.4.2 异常日志 ................................ 296
11.4.3 日志与数据库 ........................ 299
11.4.4 分割日志 ................................ 299
11.4.5 小结 ........................................ 299
11.5 监控报警 .............................................. 299
11.5.1 监控 ........................................ 300
11.5.2 报警的实现 ............................ 302
11.5.3 监控系统的稳定性 ................. 303
11.6 稳定性 ................................................. 303
11.7 异构共存 .............................................. 304
11.8 总结 ..................................................... 305
11.9 参考资源 .............................................. 305
?? A? ?? Node ....................................... 306
A.1 Windows 系统下的 Node 安装 ............. 306
A.2 Mac 系统下 Node 的安装 ..................... 307
A.3 Linux 系统下 Node 的安装 ................... 308
A.4 总结 ...................................................... 309
A.5 参考资源 ............................................... 309
?? B? ?? Node ................................ 310
B.1 Debugger ............................................... 310
B.2 Node Inspector ...................................... 311
B.2.1 安装 Node Inspector ................. 312
B.2.2 错误堆栈 .................................. 312
B.3 总结 ...................................................... 313
?? C? Node ???? ............................... 314
C.1 根源 ...................................................... 314
C.2 编码规范 ............................................... 315
C.2.1 空格与格式 .............................. 315
C.2.2 命名规范 .................................. 317
C.2.3 比较操作 .................................. 318
C.2.4 字面量 ...................................... 318
C.2.5 作用域 ...................................... 318
C.2.6 数组与对象 .............................. 319
C.2.7 异步 .......................................... 320
C.2.8 类与模块 .................................. 320
C.2.9 注解规范 .................................. 321
C.3 最佳实践 ............................................... 321
C.3.1 冲突的解决原则 ....................... 321
C.3.2 给编辑器设置检测工具 ........... 321
C.3.3 版本控制中的 hook .................. 322
C.3.4 持续集成 .................................. 322
C.4 总结 ...................................................... 322
C.5 参考资源 ............................................... 323
?? D? ???? NPM ?? ...................... 324
D.1 NPM 仓库的安装 .................................. 325
D.1.1 安装 Erlang 和 CouchDB ......... 325
D.1.2 搭建 NPM 仓库 ........................ 326
D.2 高阶应用 .............................................. 328
D.2.1 镜像仓库 .................................. 328
D.2.2 私有模块应用 .......................... 328
D.2.3 纯私有仓库 .............................. 329
D.3 总结 ...................................................... 331
D.4 参考资源 .............................................. 332