一、Node.js是什么

官方定义：Node.js是一个基于V8 JavaScript引擎的JavaScript运行时环境。

简述：Node时JavaScript的一个运行环境。

啥是V8?

先从基本慢慢说起。

二、JavaScript无处不在

在发明之初，JavaScript的目的是应用于在浏览器执行简单的脚本任务，对浏览器以及其中的DOM进行各种操作，所以JavaScript的应用场景非常受限。

2007年Jeff Atwood提出了著名的Atwood定律：

Any application that can be written in JavaScript, will eventually be written in JavaScript.

即：任何可以使用JavaScript来实现的应用都最终都会使用JavaScript实现。

当时这句话可以说很荒唐，但近些年的js的高速发展（随着Node的出现），正在验证着这句话。

三、JavaScript是如何运行的

浏览器内核

我们每天写代码，然后去运行在浏览器上，有没有思考过，浏览器是怎么运行我们的代码的呢？

这就要提到浏览器内核

浏览器内核：指的是浏览器的排版引擎，也成为浏览器引擎，渲染引擎，或者样板引擎。

不同浏览器有不同的浏览器内核：

Gecko：早期被Netscape和Mozilla Firefox浏览器使用；
Trident：微软开发，被IE4~IE11浏览器使用，但是Edge浏览器已经转向Blink；
Webkit：苹果基于KHTML开发、开源的，用于Safari，Google Chrome之前也在使用；
Blink：是Webkit的一个分支，Google开发，目前应用于Google Chrome、Edge、Opera等；

渲染引擎（浏览器内核）工作流程

其实这里涉及到一道面试题：输入url到页面渲染的整个流程，这里简述下。

html通过解析器解析成DOM Tree，css通过解析器解析成规则表，两个匹配成reder Tree，之后进行布局，绘制，渲染页面。

具体的可自行了解。

总结下：

浏览器内核就是渲染引擎，负责解析html、css、图像等然后生成页面

那负责解析JavaScript的呢？—-是JavaScript引擎

javaScript引擎

为什么需要js引擎？

事实上我们编写的JavaScript无论你交给浏览器或者Node执行，最后都是需要被CPU执行的
但是CPU只认识自己的指令集，实际上是机器语言，才能被CPU所执行
所以我们需要JavaScript引擎帮助我们将JavaScript代码翻译成CPU指令来执行

常见的js引擎

SpiderMonkey：第一款JavaScript引擎，由Brendan Eich开发（也就是JavaScript作者）；
Chakra：微软开发，用于IT浏览器；
JavaScriptCore：WebKit中的JavaScript引擎，Apple公司开发；
V8：Google开发的强大JavaScript引擎，也帮助Chrome从众多浏览器中脱颖而出
现在最流行的就是V8引擎

四、V8引擎

V8是用C ++编写的Google开源高性能JavaScript和WebAssembly引擎，它用于Chrome和Node.js等。

它实现ECMAScript和WebAssembly，并在Windows 7或更高版本，macOS 10.12+和使用x64，IA-32， ARM或MIPS处理器的Linux系统上运行。

V8可以独立运行，也可以嵌入到任何C ++应用程序中

v8引擎工作原理（重要）

首先js的代码cpu是不认识也不会执行的，所以需要一系列的过程将js代码转化成cpu可以执行的代码。

javaScript源代码由解析器Parse解析成抽象语法树AST
ignition解释器通过AST生成bytecode字节码文件，注意此时AST就被清除了，释放内存空间。
生成的bytecode直接被解释器Ignition执行，同时生成的bydecode将作为基准执行模型
生成的bydecode是更加简洁的，是同比机器码的20%-50%左右
在代码运行过程中，解释器Ignition可以收集到优化信息，比如变量类型，函数执行次数，将这些信息交给编译器TruboFan
TruboFan会根据这些信息将字节码编译成更加优化的机器码
- 函数只声明没被调用，不会被解析成AST
- 函数值调用一次，bytecode直接被解释执行
- 函数被多次调用，可能会被标记成热点函数，可能会被编译成机器代码
之后在执行相同函数时，直接执行优化后的机器码就可以了
所以整体来说是出于运行字节码和优化机器代码共存的一个状态
当然，某些情况下，优化后的机器码会被逆向还原成字节码，这个过程称为deoptimization
因为js是动态语言，会导致有些时候Ignition收集到的信息是错误的，比如更改函数参数类型
那么这时候就需要回退由Ignition执行。
这个过程是在V8一次重大调整后的新架构，以前架构是不同的，具体可参考：https://www.zhihu.com/zvideo/1326272388804067328

现在让我们回到最初的问题：Node.js是什么？

Node.js是一个基于V8 JavaScript引擎的JavaScript运行时环境，这回弄懂了吧

Node.js基于V8引擎来执行JavaScript的代码，但是不仅仅只有V8引擎：

前面我们知道V8可以嵌入到任何C ++应用程序中，无论是Chrome还是Node.js，事实上都是嵌入了V8引擎来执行JavaScript代码；
但是在Chrome浏览器中，还需要解析、渲染HTML、CSS等相关渲染引擎，另外还需要提供支持浏览器操作的API、浏览器自己的事件循环等；
另外，在Node.js中我们也需要进行一些额外的操作，比如文件系统读/写、网络IO、加密、压缩解压文件等操作

五、浏览器与Node的架构区别

浏览器需要html、css、js等资源文件，再通过中间层调用网卡等硬件来执行。

而Node只需js通过v8解析，通过中间层调用操作系统相关来执行就可以。

Node.js的详细架构图

会在后续专门讲解事件和异步IO的原理中详细讲解

六、Node的安装

Node.js是在2009年诞生的，目前最新的版本是分别是LTS 12.19.0以及Current 14.13.1：

LTS版本：相对稳定一些，推荐线上环境使用该版本；
Current版本：最新的Node版本，包含很多新特性；

这些我们选择什么版本呢？

如果你是学习使用，可以选择current版本；
如果你是公司开发，建议选择LTS版本；

Node的安装方式有很多：

可以借助于一些操作系统上的软件管理工具，比如Mac上的homebrew，Linux上的yum、dnf等；
也可以直接下载对应的安装包下载安装；
我们选择下载安装，下载自己操作系统的安装包直接安装就可以了：
window选择.msi安装包，Mac选择.pkg安装包，Linux会在后续部署中讲解；
安装过程中会配置环境变量（让我们可以在命令行使用）；并且会安装npm（Node Package Manager）工具；

官网：https://nodejs.org/zh-cn/

七、Node的版本工具

在实际开发学习中，我们只需要使用一个Node版本来开发或者学习即可。

但是，如果你希望通过可以快速更新或切换多个版本时，可以借助于一些工具：

nvm：Node Version Manager；
n：Interactively Manage Your Node.js Versions（交互式管理你的Node.js版本）

问题是：这两个工具都不支持windows

所以可以自行了解。

八、Node中js代码运行

通过终端命令node js文件的方式来载入和执行对应的js文件

console.log('Hello Node.js');
function sum(n1,n2) {
    return n1 + n2
}
console.log(sum(1,2));
console.log(sum('111','bbb'));

setTimeout(() => {
    console.log('定时器被执行');
})

九、Node的REPL

REPL是Read-Eval-Print Loop的简称，翻译为：”读取-求值-输出” 循环

REP是一个简单的，交互式的编程环境

浏览器的console就可以看成一个REPL

我们可以在命令行中输入node进入node的REPL

十、Node程序传递参数

正常情况下执行一个node程序，直接跟上我们对应的文件即可：

1	node index.js

但是，在某些情况下执行node程序的过程中，我们可能希望给node传递一些参数：

1	node index.js XY age=21

如果我们这样来使用程序，就意味着我们需要在程序中获取到传递的参数：

获取参数其实是在process的内置对象中的；
如果我们直接打印这个内置对象，它里面包含特别的信息：
其他的一些信息，比如版本、操作系统等大家可以自行查看，后面用到一些其他的我们还会提到；

1 2	console.log('Hello Node.js'); console.log(process);

执行node index.js XY age=21 看下打印结果：

我们可以吧信息遍历出来：

console.log(process.argv);
process.argv.forEach(e => {
    console.log(e);
    
});

为什么叫argv？

在C/C++程序中的main函数中，实际上可以获取到两个参数：

argc：argument counter的缩写，传递参数的个数；
argv：argument vector的缩写，传入的具体参数。

vector翻译过来是矢量的意思，在程序中表示的是一种数据结构。

在C++、Java中都有这种数据结构，是一种数组结构；

在JavaScript中也是一个数组，里面存储一些参数信息；

十一、Node的输出

1	console.log

最常用的输入内容的方式：console.log

1	console.clear

清空控制台：console.clear

1	console.trace

打印函数的调用栈：console.trace

还有一些其他的方法，其他的一些console方法，可以自己在下面学习研究一下。

https://nodejs.org/dist/latest-v14.x/docs/api/console.html

十二、全局对象

Node中给我们提供了一些全局对象，方便我们进行操作

特殊的全局对象

这些全局对象在模块中可以任意使用，但在命令行中不可以使用

1	包括：__dirname、__filename、exports、module、require()

__dirname：获取当前文件所在的路径：

注意：不包括后面的文件名

__filename：获取当前文件所在的路径和文件名称：

注意：包括后面的文件名称

1 2	console.log(__dirname); console.log(__filename)

常见的全局对象

module()、exports()、require()、Buffer、global、process等

process对象：process提供了Node进程中相关的信息：

比如Node的运行环境、参数信息等；
后面在项目中，会讲解如何将一些环境变量读取到 process 的 env 中；

console对象：提供了简单的调试控制台，在前面讲解输入内容时已经学习过了。

更加详细的查看官网文档：https://nodejs.org/api/console.html

定时器函数：在Node中使用定时器有好几种方式：

setTimeout(callback, delay[, …args])：callback在delay毫秒后执行一次；
setInterval(callback, delay[, …args])：callback每delay毫秒重复执行一次；
setImmediate(callback[, …args])：callbackI / O事件后的回调的“立即”执行；
这里先不展开讨论它和setTimeout(callback, 0)之间的区别；
因为它涉及到事件循环的阶段问题，会在后续详细讲解事件循环相关的知识；
process.nextTick(callback[, …args])：添加到下一次tick队列中；

setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout');
}, 0);

setInterval(() => {
  console.log('setInterval');
}, 1000);
setImmediate(() => {
  console.log('setImmediate');
});
process.nextTick(() => {
  console.log('process.nextTick');
});

可以看到执行顺序。

但是此时我们将setTimeout的延迟时间改为0看一下。

setTimeout(() => {
  console.log('setTimeout');
}, 0);

setInterval(() => {
  console.log('setInterval');
}, 1000);
setImmediate(() => {
  console.log('setImmediate');
});
process.nextTick(() => {
  console.log('process.nextTick');
});