express系列（2）Node基础

模块的使用

在大多数编程语言中，我们都会对代码进行拆分，然后在使用的时候将这些文件引入其中。

例如，C 和 C++ 中的 include，Python 的 import ，Ruby 和 PHP 中的 require。而另外一些语言，如 C# 是在编译时完成跨文件引用的。

很长一段时间内，JavaScript 官方并不支持模块机制。后来，Node 通过实现名为 CommonJS 的标准模块，完美的解决了模块导入问题。

模块系统部分主要有三大主要内容：内置模块的引入，第三方模块引入，个人私有模块引入。下面，将会对这些内容逐一介绍。

引入内置模块

Node 已经内置了很多实用模块，例如，文件系统模块 fs，工具函数模块 util。

在 Node 编写的 Web 应用中，最常见的任务当属 URL 解析了。浏览器通过特定的 URL 来请求服务器上对应的资源。

内置的 url 模块中暴露的方法不多，不过其中有一个 parse 函数非常有用。它能从 URL 字符串中提取到类似域名和路径等有益信息。

这里我们使用 require 来实现模块导入，该命令与之前提到的 Include、Import 的作用一致。通过将模块名作为参数，该命令就能成功的返回对应的模块。大多数情况下，该返回的对象是一个 object 对象，但有时也可能会是字符串、数字、或者函数。下面是引入改模块的示例代码：

var url = require("url");   
var parsedURL = url.parse("http://www.example.com/profile?name=barry");  

console.log(parsedURL.protocol);  // "http:"
console.log(parsedURL.host);       // "www.example.com"
console.log(parsedURL.query);     // "name=barry

在上面的代码中，通过 require("url") 返回一个模块对象，然后就可以像使用其他对象一样调用对象的方法。将这段代码保存到 url-test.js 中并使运行 node url-test.js 命令，你就会看到协议名，域名、查询条件。

保存变量名和模块名一致只是一个统一风格增加可读性的宽松约定，而不是什么强制规范。

使用 npm 和 package.json 引入第三方模块

Node 的内置模块远远不能满足日常开发需要，所以引入第三方模块是一个必须要掌握的技能。

npm init， 首先，我们需要了解 package.json 文件。所有的 Node 项目都单独存放在一个文件夹中，而项目如果使用了第三方模块，那么其中必定存在一个名为 package.json 的文件。package.json 中的内容非常的简单，一般其中定义了项目名称、版本号、作者，已经项目的外部依赖项。

首先，在工程文件夹的根目录里运行 npm install mustache --save 。该命令会新建一个 node_modules 文件夹并将 Mustache 保存到文件夹下。 --save 参数将会把该模块添加到 pakage.json 文件中。此时 pakage.json 文件夹大致如下，其中 Mustache 会使用最新的版本。

{
  "name": "my-fun-project",
  "author": "Evan Hahn",
  "private": true,
  "version": "0.2.0",
  "dependencies": {
    "mustache": "^2.0.0"  #A
  }
}

如果你没有使用 --save 选项的话，虽然也会创建 node_modules 文件夹将把 Mustache 模块保存到同名子目录下，但是 pakage.json 将不会发生任何变化。

这里之所以将这些依赖关系保存到 package.json 是为了方便其他开发者在得到工程后直接使用 npm install 完成所有依赖项的安装。另一个原因是 Node 项目在进行代码管理时通常都会忽略 node_modules 文件夹而只保留 package.json。

安装完成后接下来就是使用了：

var Mustache = require("mustache");  
var result = Mustache.render("Hi, {{first}} {{last}}!", {
  first: "Nicolas",
  last: "Cage"
});
console.log(result);

保存代码到 mustache-test.js 中并执行 node mustache-test.js 命令。然后你将会看见 Hi,Nicolas Cage! 。

就是这样简单，这些依赖项安装完成后，你可以像使用内置模块一样进行调用。node_modules 中模块引入的工作直接交给 Node 就行了，你无需担心。

实现私有模块

前面都是介绍如何使用他人开发好的模块，接下来你将会学到如何去开发一个私有模块。假设现在需要随机返回 0 ~ 100 之间的整数。在不引入其他模块的情况下，代码大致如下：

var MAX = 100;
function randomInteger()  {
    return Math.floor( (Math.random() * MAX) );
}

但是在 Node 中，我们还需要暴露一个变量给外部使用。这样当其他程序在通过 require 进行引入的时候就能获得该变量。

var MAX = 100;
function randomInteger()  {
    return Math.floor( (Math.random() * MAX) );
}

module.exports = randomInteger;

接下来我们就来使用一下这个新模块。在 random-integer.js 同一目录下，新建一个 print-three-random-integers.js 并复制下面的代码：

var randomInt = require("./random-integer");  #A
console.log(randomInt());  // 12
console.log(randomInt());  // 77
console.log(randomInt());  // 8

Node：异步的世界

在第一章中，我用 “烤松饼” 的例子简单的介绍了 Node 中的异步特性。其中的关键点就是，你无法同时做两件事哪怕它们是同时发生的。虽然，在烘焙过程中我可以健身，但是，烤箱毕竟只是个外部事物。

Node 的异步工作原理与此类似，例如，你通过浏览器请求 Node 服务器上的一张小猫图片。因为该图片资源太大，所以在进行磁盘读写的时候你可以抽身去处理其他事情。此时，这个磁盘就相当于一个外部资源，我们可以直接处理第二个请求而无需挂起等待费时操作结束。

Express 中主要有两个外部资源：

涉及文件系统。例如，磁盘文件的读写。
涉及网络处理。例如，接受请求、发送响应。

在 Node 代码中，这些异步都是通过回调进行处理的。其工作原理和在 Web 页面发送 AJAX 请求一样。在发送请求时你会附带一个回调函数，当请求处理完成后你的回调将会被执行。

例如，现在你正在硬盘上读取文件 myfile.txt 。当读取结束后，你希望能够打印出其中字母 X 出现的次数，代码如下：

var fs = require("fs");  

var options = { encoding: "utf-8" };                      
fs.readFile("myfile.txt", options, function(err, data) {  
  if (err) {                                
    console.error("Error reading file!");   
    return;                                 
  }                                        

  console.log(data.match(/x/gi).length + " letter X's");  
});

下面我们就来做个测试。这里，我们在上面代码的结束加上一段，那么会发生什么事情呢？

var fs = require("fs");  

var options = { encoding: "utf-8" };                      
fs.readFile("myfile.txt", options, function(err, data) {  
  if (err) {                                
    console.error("Error reading file!");   
    return;                                 
  }                                        

  console.log(data.match(/x/gi).length + " letter X's");  
});

console.log("Hello World!");

异步文件读取时异步操作，所以这里先打印出来的是 " Hello world! "，然后才是异步函数中的打印操作。

这就是异步模式强大的地方。当一个外部设备在处理费时操作时，你可以继续运行其他代码。在 Web 应用中这意味着相同的时间可以处理更多的请求。

用 Node 构建 Web 服务：http 模块

Node 的 HTTP 模块有很多特性（比如，向其他服务器发送网络请求），不过我们将要使用的是其中一个名为 http.createServer 的方法。该方法通过其回调函数来处理每一次的网络请求，并且进行响应。下面代码中我们将所有的响应都设置为了 "hello world" （可以保存到 myserver.js 中）。

var http = require("http");           

function requestHandler(request, response) {             
  console.log("In comes a request to: " + request.url);  
  response.end("Hello, world!");                         
}                                                        

var server = http.createServer(requestHandler);  
server.listen(3000);

上面的代码由 4 个部分构成。

首先，我们引入 HTTP 模块并将其保存到变量 http 中。这与之前 URL 模块的操作一致。

接着，定义了一个请求处理函数 requestHandler 。

教程中的几乎所有的代码要么是请求处理函数要么是调用处理函数。该函数有两个参数，request 表示请求对象，而 response 则表示响应对象。request 中包含 URL 路径、user-agent 等信息。而通过调用 response 对象方法 Node 会将响应信息打包好并发送给请求者。

余下的代码则是指定内置的 HTTP 服务在请求是执行的处理函数以及服务监听的端口号。

对于 HTTPS 来说，我们则可以使用自带的 HTTPS 模块。除了需要配置 SSL 证书，其余的过程都一样。
如果你了解 HTTPS 的话那么后期从 HTTP 切换到 HTTPS 两分钟就能搞定。即使你不了解，也不必太过担心。

如果你将代码保存到 myserver.js 并执行 node myserver.js 拉起服务。那么，此时你在浏览器中访问 http://localhost:3000 ，你就会看到：

URL 解析的代码大致如下：

function requestHandler(req, res) {
    if (req.url === "/") {
        res.end("Welcome to the homepage!");
    } else if (req.url === "/about") {
        res.end("Welcome to the about page!");
    } else {
        res.end("Error! File not found.");
    }
}

所有的请求 URL 都可以在这个函数里面完成处理。这样做对于简单的应用来说确实非常简单，但是当应用规模变大之后该函数就会变的臃肿不利于维护。这也是 Express 框架出现的重要原因。

提点

本文主要内容：

Node 的安装
模块系统的使用
package.json 文件的介绍
通过 package.json 安装第三放模块依赖项
Node 中的异步编程概念。
简单 HTTP 服务应用的创建。