1. 事件循环与非阻塞 I/O
概述： 允许 Node.js 在单线程的情况下执行非阻塞 I/O 的机制。
组成部分：
- 调用栈： 执行同步代码。
- 回调队列： 存放在异步操作完成后等待执行的回调函数。
- 事件循环： 检查调用栈是否为空，然后从回调队列中获取回调函数。
重要函数：
process.nextTick(): 将回调函数放入单独的队列中，在下一个事件循环周期之前运行。setImmediate(): 将回调函数排入下一个事件循环周期中执行。- 含义： 了解这一点有助于优化应用程序性能，并避免潜在的问题。
const fs = require('fs');
fs.readFile('./file.txt', (err, data) => {
if (err) throw err;
console.log(data);
});
console.log('正在读取文件…');
2. 缓冲区
概述： V8 堆之外的原始内存分配。
用途：
- 读取或写入文件系统。
- 处理来自网络协议的二进制数据。
- 通用的二进制数据操作。
重要方法：
- 创建：
Buffer.alloc()，Buffer.from()。 - 访问和修改：
buf.readUInt8()，buf.writeUInt8()。 - 转换：
buf.toString()。
const buf = Buffer.from('Hello, Node.js', 'utf-8');
console.log(buf); // 输出原始缓冲区数据。
3. 流
概述： 用于流式数据的抽象。
类型：
- 可读流： 用于数据消耗（例如
fs.createReadStream()）。 - 可写流： 用于数据生产（例如
fs.createWriteStream()）。 - 双工流： 可读可写。
- 转换流： 在读取和写入时可以修改数据。
关键事件：
data：当块可用时。end：没有更多的数据可读取。error：发生错误时。finish：写入完成。
const fs = require('fs');
const readStream = fs.createReadStream('./largeFile.txt', 'utf8');
readStream.on('data', chunk => {
console.log(chunk);
});
4. 错误处理
- 同步代码：使用
try...catch。 - 异步代码：
- 对于回调函数：将错误作为第一个参数传递。
- 对于 Promise：使用
.catch()或在 async/await 中使用try...catch。
事件监听器：
process.on('uncaughtException')：捕获未捕获的异常。process.on('unhandledRejection')：捕获未处理的 Promise 拒绝。
process.on('uncaughtException', (err) => {
console.error('发生了一个未捕获的错误', err);
process.exit(1); // 退出进程
});
throw new Error('这将被捕获。');
5. 集群
- 它们是什么：利用多核系统的一种方式。
- 主-工作器架构：
- 主：创建工作进程。
- 工作器：执行应用程序逻辑。
- 方法：
cluster.fork()：生成一个新的工作器。worker.send()：在主和工作器之间通信。
- 事件：
online，exit，disconnect。
const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;if (cluster.isMaster) {
for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}
} else {
http.createServer((req, res) => {
res.writeHead(200);
res.end('来自集群的问候！');
}).listen(8000);
}
6. Promises & Async/Await
- Promises：
- 状态：
pending，fulfilled，rejected。 - 方法：
then()，catch()，finally()。 - 创建：
new Promise((resolve, reject) => {...})。
- 状态：
- Async/Await：
- 用法：
async function() { await someAsyncFunction(); }。 - 错误处理：用于异步错误的
try...catch。
- 用法：
const promiseFunc = () => {
return new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => resolve('2 秒后解决'), 2000);
});
};async function asyncFunc() {
const result = await promiseFunc();
console.log(result);
}asyncFunc();
7. Node.js 中的 ES 模块 (ESM)
- 语法：
- 导入：
import module from 'path'。 - 导出：
export default module。
- 导入：
- 特点：使用
import()进行动态导入。 - 与 CommonJS 的比较：ESM 是异步的，具有静态结构，并支持树摇。
// math.js
export const add = (a, b) => a + b;// main.js
import { add } from './math.js';
console.log(add(2, 3)); // 输出 5
8. 内存管理
- 垃圾收集：V8 的机制，用于释放未使用的内存。
- 堆快照：提供堆在特定时点的状态。
- 内存泄漏：即使不再需要，内存仍未释放的情况。
- 标识：像
node-inspect和heapdump这样的工具。 - 常见原因：全局变量，未移除的事件监听器。
9. 中间件模式（使用 Express.js）
- 定
义：拦截请求和响应的函数。
- 用法：
app.use(middlewareFunction)。 - 顺序：中间件顺序很重要；它们按顺序执行。
- 内置中间件：
express.static，express.json()。 - 自定义中间件：
function(req, res, next) {...}。
const express = require('express');
const app = express();const requestTimeMiddleware = (req, res, next) => {
req.requestTime = Date.now();
next();
};app.use(requestTimeMiddleware);app.get('/', (req, res) => {
res.send(`请求时间：${req.requestTime}`);
});app.listen(3000);
10. 依赖注入（DI）
- 定义：对象从外部接收它们的依赖关系的模式。
- 好处：解耦，可测试性。
- 实现：像 NestJS 这样的框架有 DI 容器。
import { Injectable, Inject } from '@nestjs/common';@Injectable()
export class CatsService {
constructor(@Inject('DATABASE_CONNECTION') private dbConnection) {}findAll() {
return this.dbConnection.query('SELECT * FROM cats');
}
}
11. Node.js 中的微服务
- 定义：将应用程序拆分为小型服务的架构。
- 通信：
- 同步：HTTP/REST。
- 异步：消息代理（例如 RabbitMQ）。
- 优势：可扩展性，可维护性。
12. 分析和性能优化
- 分析工具：
node --inspect，Chrome DevTools。 - 优化：识别瓶颈，重构和测量。
- 监控：像 PM2 这样的工具用于实时监控。
node — inspect server.js
13. N-API 和原生插件
- 定义：使用 C/C++ 扩展 Node.js。
- 用途：与 C/C++ 库集成或性能关键任务时使用。
- 构建：像
node-gyp这样的工具。
14. 使用 npm/yarn 进行包管理
- 依赖关系：在
package.json中定义。 - 版本管理：语义化版本控制（例如
^1.0.0）。 - 脚本：在
package.json中的自动化脚本，如start，test。
15. 安全实践
- 最佳实践：
- 定期更新依赖项。
- 使用 HTTPS。
- 清理输入。
- 速率限制。
- 中间件：Helmet.js 用于安全头。
- 身份验证：OAuth，JWT。
const express = require('express');
const helmet = require('helmet');const app = express();app.use(helmet());app.listen(3000);
)
