（一）Node能够解决什么问题?
1）Node的首要目标是提供一种简单的，用于创建高性能服务器的开发工具
2）对比Java和Php的实现方式，Web服务器的瓶颈在于并发的用户量
3）Node在处理高并发，I/O密集场景有明显的性能优势
1）高并发，是指在同一时间并发访问服务器
2）I/O密集指的是文件操作、网络操作、数据库
3）与I/O密集相对的是CPU密集，CPU密集指的是逻辑处理运算、压缩、解压、加密、解密
4）Web主要场景就是接收客户端的请求，读取静态资源和渲染界面，所以Node非常适合Web应用的开发
2）Node出现的背景
为了解决Web服务器的高并发性能问题
1）什么性能问题?
1）缩短发送到响应的时长
1）发送请求快一点
不能控制(客户端网速决定)
2）响应快一点
可以控制(服务器带宽提高, CDN加速...)
3）服务器处理请求任务快一点
可以控制(优秀的程序员)
4）服务器从磁盘读取/写入数据到数据库快一点
所有项目后期都会遇到的瓶颈
不能控制(磁盘的读取速度有上限)
....
2）传统服务器的运作流程
多线程
发送一个请求就开启一条线程
举例: 饭店服务员
需要大量的资源支持
2）Ryan Dahl(瑞安·达尔)尝试过用Ruby, c, Lua去解决, 但都因为语言自身的各种限制而一一失败
江山易改，本性难移
语言历史包袱太重, 船大难掉头
各种语言的思想都根深蒂固, 生态没法轻易改变
3）V8引擎的出现
渐渐摸索到解决问题的钥匙
事件驱动
异步I/O
3）V8引擎的出现
1）什么是V8引擎?
一款专门对JavaScript语言进行解释和执行的流程虚拟机
比如把V8引擎嵌入到浏览器中，那么我们写的JavaScript代码就会被浏览器所执行；那么如果把V8引擎嵌入到NodeJS环境下，那么我们写的JavaScript代码就会被服务器所执行
V8引擎嵌入到不同的宿主环境中时，可以把JavaScript语言应用到不同的多领域中
2）起初的作用?
用于Chrome浏览器解析js脚本
比如: 发送HTTP请求给服务器, 响应服务器端返回的HTTP请求
3）V8引擎的优势?
1）强大的编译和快速的执行效率
运用了大量的算法和奇技淫巧
2）性能非常好, 它的执行效率远超Python, Ruby等其它脚本语言
3）历史包袱轻, 没有同步I/O
4）强大的事件驱动机制
4）Node的诞生 Ryan Dahl(瑞安·达尔)修改V8引擎的内核, 把它用在了服务器开发, 经过修改后的这样一套东西就被称为Node.js
(三) Node.js简介
1）什么是Node.js
1）Node.js是一个基于 Chrome V8 引擎的JavaScript运行环境(runtime)
1）Node不是一门语言，而是一个开发工具，让JS运行在后端
2）Node不包含JavaScript全集，在服务器端没有DOM和BOM
3）Node也提供了一系列新的模块，例如：http，fs模块等
4）Node之前, js代码只能运行在客户端, 最多只能在浏览器内翻江倒海
5）Node之后, js代码可以和操作系统(Mac OS, windows, Linux...)交互, 战场从浏览器延伸到了服务器
6）版本变化
一开始叫Web.js, 目的就是用于写高性能Web服务器的
越写越大, 形成生态(服务器开发, 各种框架的依赖...), 改名为Node.js
Node: 节点, Node的开源团队希望它像节点一样可以不断扩展, 壮大
图示
2）功能类似的其他后端语言
PHP、JSP、Python、Ruby
和系统进行交互
3）和其它后端语言的区别
1）Node.js不是一种独立的语言
1）PHP, JSP,.... 既是语言, 也是平台
2）Node.js用JavaScript进行编程, 运行平台是包装后的js引擎(V8)
2）轻量级架构
1）java,php,.net都需要运行在服务器上，apache,tomat,nginx,IIS
2）Node.js不用架设在任何服务器软件之上
3）用最小的硬件成本, 达到更高的并发, 更优的处理性能
4）Node.js 使用了事件驱动、非阻塞式 I/O 的模型，使其轻量又高效；并且Node.js 的包管理器 npm，是全球最大的开源库生态系统
2）进程与线程 1）概念
1）进程是操作系统分配资源和调度任务的基本单位
2）线程是建立在进程上的一次程序运行单位，一个进程上可以有多个线程
2）浏览器是单线程还是多线程？
1）图示
3）浏览器是多线程的，我们更关注的是浏览器的渲染引擎
3）渲染引擎
1）渲染引擎内部是多线程的，内部包含两个最为重要的线程ui线程和js线程
2）ui线程和js线程是互斥的,因为JS运行结果会影响到ui线程的结果
3）ui更新会被保存在队列中等到js线程空闲时立即被执行
4）JS是单线程的
1）JS在最初设计时就设计成了单线程，因为当时是用于UI绘制，多个线程同时操作DOM会很混乱
2）这里所说的单线程指的是主线程是单线程的，所以在Node中主线程依旧是单线程的
3）其他线程
1）浏览器事件触发线程(用来控制事件循环,存放setTimeout、浏览器事件、ajax的回调函数)
2）定时触发器线程(setTimeout定时器所在线程)
3）异步HTTP请求线程(ajax请求线程
4）补充
1）单线程特点是节约了内存，并且不需要再切换执行上下文
2）而且单线程不需要管锁的问题
例如：下课了大家都要去上厕所，厕所就一个大号，相当于所有人都要访问同一个资源，那么先进去的就要上锁
而对于node来说，下课了就一个人去厕所，所以免除了锁的问题
5）查看线程
右击 任务栏 -->任务管理器 --> 进程
3）事件循环
1）图示
2）运行原理
1）所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈
2）主线程之外，还存在一个任务队列；只要异步任务有了运行结果，就在任务队列之中放置一个事件
3）一旦执行栈中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取任务队列，将队列中的事件放到执行栈中依次执行
4）主线程从任务队列中读取事件，这个过程是循环不断的
4）Node运行过程
1）图示
2）运行过程
1）我们写的js代码会交给v8引擎进行处理
2）代码中可能会调用nodeApi，node会交给libuv库处理
3）libuv通过阻塞i/o和多线程实现了异步io
4）通过事件驱动的方式，将结果放到事件队列中，最终交给我们的应用
3）同步与异步
同步和异步关注的是消息通知机制
2）同步
同步就是发出调用后，没有得到结果之前，该调用不返回，一旦调用返回，就得到返回值了
调用者主动等待这个调用的结果
3）异步
异步则相反，调用者在发出调用后这个调用就直接返回了，所以没有返回结果
当一个异步过程调用发出后，调用者不会立刻得到结果，而是调用发出后，被调用者通过状态、通知或回调函数处理这个调用
4）阻塞与非阻塞
阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果（消息，返回值）时的状态
2）阻塞调用
指调用结果返回之前，当前线程会被挂起
调用线程只有在得到结果之后才会返回
3）非阻塞调用
在不能立刻得到结果之前，该调用不会阻塞当前线程
2）Node.js的特点
1）单线程
1）优势
减少了内存开销(操作系统完全不再有线程创建、销毁的时间开销)
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
2）劣势
如果某一个事情，进入了，但是被I/O阻塞了，整个线程就阻塞了
如果一个人把Node.js主线程搞崩溃，全部崩溃（但很难搞崩溃）
2）非阻塞I/O
1）基本概念?
当在访问数据库取得数据的时候，需要一段时间。在传统的单线程处理机制中，在执行了访问数据库代码之后，整个线程都将暂停下来，等待数据库返回结果，才能执行后面的代码。也就是说，I/O阻塞了代码的执行，极大地降低了程序的执行效率
不会傻等I/O语句结束，而会执行后面的语句
Node.js中采用了非阻塞型I/O机制，因此在执行了访问数据库的代码之后，将立即转而执行其后面的代码，把数据库返回结果的处理代码放在回调函数中，从而提高了程序的执行效率
当某个I/O执行完毕时，将以事件的形式通知执行I/O操作的线程，线程执行这个事件的回调函数。为了处理异步I/O，线程必须有事件循环，不断的检查有没有未处理的事件，依次予以处理
阻塞模式下，一个线程只能处理一项任务，要想提高吞吐量必须通过多线程。而非阻塞模式下，一个线程永远在执行运行操作，这个线程的CPU核心利用率永远是100%
所以，这是一种特别有哲理的解决方案：与其人多，但是好多人闲着；还不如一个人玩命，往死里干活儿
2）非阻塞就能解决问题了么？
比如执行着小红的业务，执行过程中，小刚的I/O回调完成了，此时怎么办？？所以要有事件驱动循环
3）事件驱动
1）基本概念?
不管是新用户的请求，还是老用户的I/O完成，都将以事件方式加入事件环，等待调度
2）运作流程?
1）在Node中，客户端请求建立连接，提交数据等行为，会触发相应的事件
2）在Node中，在一个时刻，只能执行一个事件回调函数, 但是在执行一个事件回调函数的中途，可以转而处理其他事件（比如，又有新用户连接了），然后返回继续执行原事件的回调函数，这种处理机制，称为“事件环”机制。
3）当某一个事件发生的时候，就去执行回调函数。执行完毕之后，再去找到事件循环当中找一个新的事件进行来
4）Node.js当中所有的I/O都是异步的， 都是回调函数套回调函数
3）实践2
1）模块标识
当我们使用require()引入外部模块时，使用的就是模块标识，我们可以通过模块标识来找到指定的模块
比如: let myFunc = require("./js/myFunc");
2）思考: export和require怎么来的?
1）错误答案: 全局变量
1）window不是Node中的全局对象
2）Node中有一个全局对象global, 作用和window类似
2）正确答案: 函数参数
1）函数的标识: arguments
获取函数的所有实参
2）获取函数自身 arguments.callee
返回函数本身
3）node文件组成剖析
1）当node在执行模块中的代码时，它会首先在代码的最顶部，添加如下代码 function (exports, require, module, __filename, __dirname) {
2） 在代码的最底部，添加 }
3）所以模块中的代码都是包装在一个函数中执行的，并且在函数执行的同时传递进了5个实参
exports: 该对象用来将函数内部的局部变量或局部函数暴露到外部
require: 用来引入外部的模块
module: 代表的是当前模块本身, exports就是module的属性; 我们既可以使用 exports 导出，也可以使用module.exports导出
__filename: 当前模块的完整路径
__dirname: 当前模块所在文件夹的完整路径