前端做久了总会碰到这么一天，后端说接口下周才能给，你想自己起个服务把假数据顶上；或者要写个脚本批量重命名两千张切图；再或者面试官冷不丁问一句「你说说 Node 的非阻塞 I/O 到底非阻塞在哪」。这三件事考的其实是同一块知识，就是 Node 的那几个基础模块和它背后的运行模型。
这篇是我当年过 Node 基础时留下的复习笔记，后来又整理了一遍。它不讲花哨的架构，只把 http、url、fs、CommonJS、npm、Express、MongoDB 这几块从头串一遍，代码都能直接跑。读完你至少能自己起一个带路由、带模板、带数据库读写的完整服务，也能把 Cookie 和 Session 的区别讲明白。
在本篇文章中，我们将从浅入深，和大家一起学习以下知识：
- Node 是什么，它凭什么能扛住高并发，以及它真正适合的场景
- 用
http+url模块手写一个能识别路径的服务器，配supervisor做热重启 - CommonJS 模块化规范，
exports和module.exports的区别 - npm 与
package.json，dependencies和devDependencies怎么分 fs模块的文件读写、目录操作、流与管道- 非阻塞 I/O、事件驱动、回调与
events模块 - Express 的安装、路由、EJS 模板、静态托管与五类中间件
- Cookie、Session 的用法、加密与持久化落库
- MongoDB 从安装到增删改查，再到索引和
explain调优
# 一、Node.js 是什么
# 1.1 简介
先把最容易被绕晕的一点说清楚。Node 不是一门语言，也不是一个框架，它是一个 JavaScript 的运行环境。你平时写的 js 文件双击打不开，拖进浏览器才有效果，那是因为解释执行它的引擎长在浏览器里。Node 干的事情就是把那个引擎单独拎出来，放到操作系统上，再给它配一套操作文件、网络、进程的能力。
nodejs是一个JavaScript运行环境。它让JavaScript可以开发后端程序，实现几乎其他后端语言实现的所有功能Nodejs是基于V8引擎，V8是Google发布的开源JavaScript引擎，本身就是用于Chrome浏览器 的JS解释部分，V8搬到了服务器上，用于做服务器的软件- 短短几年的时间，Node 取得了巨大的成功。在企业界，Node 的应用也越来越广泛，2016 年 nodeJS 官方的调查报告。2016 年全球有 350 万开发者使用 nodeJS,相比去年保持了 100%的增长率。像 Yahoo、 Microsoft 这样的大公司，有好多应用已经迁移到 Node 了。国内的阿里巴巴、网易、腾讯、新浪、百度等 公司的很多线上产品也纷纷改用 Node 开发，并取得了很好的效果。据统计很多 A 轮、 B 轮的创业公司更 喜欢使用 NodeJs 开发。
这份 2016 年的调查报告是我写这篇笔记时手头能引到的官方数据，现在看数字已经很旧了，社区规模比那会儿大得多。不过它反映的趋势没变，Node 从一个「前端玩具」变成了公司里正经的服务端选项。
有件事得提一句。V8 本身只负责把 JavaScript 代码跑起来，它不带任何 I/O 能力，读文件、开端口这些活是 Node 通过 libuv 这一层补上的。所以准确说，Node 等于 V8 加 libuv 加一堆内置模块。搞清楚这个分层，后面聊非阻塞 I/O 的时候你就知道那个「异步」是谁提供的了。
# 1.2 NodeJs 的优势
1. NodeJs 语法完全是 js 语法，只要你懂 JS 基础就可以学会 Nodejs 后端开发
Node 打破了过去 JavaScript 只能在浏览器中运行的局面。前后端编程环境统一，可以大大降低开发成本
2. NodeJs 超强的高并发能力
Node.js的首要目标是提供一种简单的、用于创建高性能服务器及可在该服务器中运行的各种应用程 序的开发工具- 首先让我们来看一下现在的服务器端语言中存在着什么问题。
在
Java、PHP或者.net等服务器端语言中，会为每一个客户端连接创建一个新的线程。而每个线程需要耗费大约2MB内存 理论上，一个8GB内存的服务器可以同时连接的最大用户数为4000个左右 。要让Web应用程序支持更多的用户，就 需要增加服务器的数量，而Web应用程序的硬件成本当然就上升了 Node.js不为每个客户连接创建一个新的线程，而仅仅使用一个线程。当有用户连接了，就触发一个 内部事件，通过非阻塞I/O、事件驱动机制，让Node.js程序宏观上也是并行的。使用Node.js，一个8GB内存的服务器，可以同时处理超过4 万用户的连接
3. 实现高性能服务器
- 严格地说，
Node.js是一个用于开发各种 Web 服务器的开发工具。在Node.js服务器中，运行的是高性能V8 JavaScript脚本语言，该语言是一种可以运行在服务器端的JavaScript脚本语言 - 那么，什么是
V8 JavaScript脚本语言呢?该语言是一种被V8 JavaScript引擎所解析并执行的脚本语言。V8 JavaScript引擎是由Google公司使用 C++语言开发的一种高性能JavaScript引擎，该引擎并不局限于在浏览 器中运行。Node.js将其转用在了服务器中，并且为其提供了许多附加的具有各种不同用途的API。例如， 在一个服务器中，经常需要处理各种二进制数据。在JavaScript脚本语言中，只具有非常有限的对二进制数 据的处理能力，而Node.js所提供的Buffer类则提供了丰富的对二进制数据的处理能力 - 另外，在
V8 JavaScript引擎内部使用一种全新的编译技术，靠它开发者编写的高端的JavaScript脚本代码与开发者编写的低端的C语言具有非常相近的执行效率，这也是Node.js服务器可以提供的一个重要特性
4. 开发周期短、开发成本低、学习成本低。
Node.js自身哲学，是花最小的硬件成本，追求更高的并发，更高的处理性能。- 特点:
Node.js uses an event-driven, non-blocking I/O model that makes it lightweight and efficient.
上面这几段是当年很流行的说法，我得给它加个边界。「一个线程扛 4 万连接」成立的前提是这些连接大部分时间在等 I/O，比如等数据库、等下游接口、等文件读完。这种场景下 Node 的单线程根本没闲着，它在事件循环里来回切。
但反过来，只要你在请求处理里写了一段 CPU 密集的计算，比如同步的大数组排序、图片处理、复杂的加解密，那唯一的那条主线程就被你占死了，后面排队的所有请求全部卡住。
这是 Node 最经典的翻车姿势，而且线上不好复现。
现在的做法是把这类活丢给 worker_threads 或者单独的进程池，别在主线程里干。关于线上 Node 服务怎么部署、怎么用多进程把 CPU 核心吃满，我另外写过一篇 PM2 + Docker 部署 Node 应用，这里就不展开了。
# 1.3 NodeJs 适合做什么
在短短几年多的时间里，
Node变得非常热门，使用者也非常多。这些使用者对于Node的各自倚重点也各部相同，经过整理,主要有下几类
1. 前后端编程语言环境统一
这类重点的代表是雅虎。雅虎开放了
Cocktail框架，利用 自己深厚的前端沉淀，将YUI3这个前端框架的能力借助Node延伸到服务器端，使得使用 者摆脱了日常工作中一边写JavaScript一边写PHP所带来的上下文交换负担
2. Node 带来的高性能 I/O 用于实时应用
Voxer将Node应用在实时语音上。国内腾讯的 朋友网将 Node 应用在长连接中，以提供实时功能，花瓣网、蘑菇街等公司通过socket.io实 现实时通知的功能。
3. 并行 I/O 使得使用者可以更高效地利用分布式环境
阿里巴巴 eBay 是这方面的典型。 阿里巴巴的 NodeFox 和 eBay 的 ql.io 都是借用 Node 并行 I/O 的能力，更高效地使用已有的 数据
4. 并行 I/O 有效利用稳定接口提升 Web 渲染能力
雪球财经和 LinkedIn 的移动版网站均 是这种案例，摒弃同步等待式的顺序请求，大胆采用并行 I/O，加速数据的获取进而提升 Web 的渲染速度
5. 云计算平台提供 Node 支持
微软将 Node 引入 Azure 的开发中，阿里云、百度均纷纷 在云服务器上提供 Node 应用托管服务，Joyent 更是云计算中提供 Node 支持的代表。这类 平台看重 JavaScript 带来的开发上的优势，以及低资源占用、高性能的特点
6. 游戏开发领域
游戏领域对实时和并发有很高的要求，网易开源了 pomelo 实时框架， 可以应用在游戏和高实时应用中
7. 工具类应用
过去依赖
java或其他语言构建的前端工具类应用，纷纷被一些前端工程 师用Node重写，用前端熟悉的语言为前端构建熟悉的工具
顺着上面聊，第七条是绝大多数前端最先用上 Node 的地方。webpack、Vite、ESLint、Prettier，你每天敲的 npm run dev 背后跑的都是 Node 进程。所以哪怕你不打算写服务端，把这些基础模块摸清楚，调构建工具的时候也会顺手很多。
# 二、HTTP 模块、URL 模块与 supervisor
用
Node.js时，我们不仅仅在实现一个应用，同时还实现了整个HTTP服务器
这句话是理解 Node 服务端的关键。写 PHP 的时候你要装 Apache，写 Java 的时候你要部署 Tomcat，业务代码是跑在别人的容器里的。Node 不一样，端口监听、请求解析、响应写回，全是你自己代码里的几行。灵活是灵活了，代价是那些 Web 服务器帮你干的脏活，现在得你自己想。
# 2.1 创建一个简单的程序
先跑起来一个最小的 HTTP 服务，感受一下 Node 里「应用即服务器」是什么意思。
var http = require('http');
http.createServer(function(request, response) {
// 发送 HTTP 头部
// HTTP 状态值: 200 : OK
// 设置 HTTP 头部，状态码是 200，文件类型是 html，字符集是 utf8
response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/html;charset=UTF-8" });
// 发送响应数据
response.end("哈哈哈哈，我买了一个 iPhone" + (1 + 2 + 3) + "s");
}).listen(8888);
// 终端打印如下信息
console.log('Server running at http://127.0.0.1:8888/');
存成 server.js，node server.js 跑起来，浏览器打开 http://127.0.0.1:8888/ 就能看到那句话。(1 + 2 + 3) 会被真的算成 6，说明返回给浏览器的内容是服务端现算出来的，不是一段静态文本。
这里有个坑要注意，charset=UTF-8 这段不能省。少了它，中文在部分浏览器里会变成一串问号，这个我踩过，排查了半天才发现是响应头的事，跟代码逻辑一点关系没有。
你会发现，我们本地写一个
js，打死都不能直接拖入浏览器运行，但是有了node，我 们任何一个js文件，都可以通过node来运行。也就是说，node就是一个js的执行环境
