一、什么是Node.js

Node,js官网（nodejs.org）给出的解释：
Node.js是一个基于 Chrome V8 引擎 的 JavaScript 运行时环境。
两个点：Chrome V8 引擎和运行时
运行时
Runtime，运行时，其实就是运行环境。比如，浏览器就是 JavaScript 的一个运行环境。
所以，翻译过来就是，Node.js是一个…的 JavaScript 运行环境。
基于 Chrome V8 引擎
Chrome是谷歌，要想解释V8需要先有一些基础知识：浏览器由两部分组成：外壳和内核，浏览器内核又由两部分组成：渲染引擎和JS引擎，渲染引擎是用来做内容渲染的，HTML和CSS的展示都是依靠渲染引擎；JavaScript代码之所以能在浏览器运行也是因为有JS引擎的存在。

引擎，可以理解为一个翻译，计算机只认识0和1，我们写的代码被计算机识别，计算机就需要一个翻译，这个翻译就是解释器，也叫引擎。
每个不同的浏览器中的引擎都不一样，比如下面的一些主流浏览器的内核，可以发现，每个浏览器 ，不管是渲染引擎还是JS引擎，都不一样，因为这些浏览器是由不同的公司开发的，所以内核技术也是不一样的。

JS只能在浏览器运行吗？/ 离开浏览器以后JS还能运行吗？既然JS的运行与JS引擎有关，，那么如果把JS引擎单独拿出来，放到另外一个地方，那么JS是不是可以在另外一个地方运行？浏览器内核中的JS引擎有很多，到底选用哪一个JS引擎呢？
比较出名的就是，谷歌浏览器中的 V8 引擎，也就是说，将谷歌浏览器中的 V8 引擎拿出来，然后在 V8 的基础上做一个封装，形成一个新的JavaScript的运行环境，这个就叫Node.js。
将V8引擎单独拿出来做封装，就是Node.js 的作者 Ryan Dahl （瑞安 达尔）在2009年做的。
那么，有了这样的一个 V8 引擎之后，就既可以在浏览器端运行 JavaScript ，也可以在 Node.js 中运行JavaScript。
如果觉得官方解释不好理解，提供另种解释：
Node.js 是除了浏览器之外，还可以运行 JavaScript 的一个环境。

二、Node.js在软件架构中的地位

软件架构的最底层是操作系统，操作系统之上是运行环境，在运行环境之上是编程语言比如JavaScript，在编程语言之上是基于语言开发的一些框架。

Web应用：在操作系统上面有浏览器，浏览器中运行JS，基于JS开发了一些框架比如Vue。
Node.js应用：操作系统之上是Node.js，在Node.js运行JavaScript，在Node.js环境下，也可以基于JavaScript开发一些框架，比如Express。
类比：把JavaScript比喻成飞机，飞机可以在陆地机场起飞，也可以在航母甲板起飞，这是两个不同的运行环境，但是编程语言是一样的，都是飞机，在语言上的框架有很多不同型号的飞机。

强调：Node.js 即不是一门新的语言，也不是 JavaScript 框架。Node.js与浏览器处于同一层级，都是运行环境。

三、Node.js 可以做什么（作用）

因为Node.js环境运行的仍然是 JavaScript ，所以，要说清楚 Node.js 能做什么，就需要与浏览器端的 JS 进行比较：浏览器中的JS负责前端的功能，Node.js中的JS负责后端的功能，虽然这两部分有一些交集，但是简单理解就是这样。

浏览器端的 JavaScript

• 响应浏览器事件
  比如鼠标单击、鼠标双击、鼠标滑过、鼠标离开等，通过响应浏览器的事件，可以写出很多友好的交互性的效果。
• 数据验证
  例如用户在表单里填写的手机号是否合法，邮箱是否合法等，可以通过正则表达式验证。
• DOM 操作
  比如可以删除页面上的节点或者添加节点
• …
  当然浏览器端的 JS 还可以做很多，就不一一列举了。
  浏览器端的 JS 的不足：不能做文件操作，因为浏览器端的 JS 没有相关的 API 。

Node端的JavaScript

因为 Node.js 比浏览器端的 JS 出现得晚，所以 Node.js 自然会对浏览器端的 JS 进行补充。

• Node.js 适合用于开发前端方向的各种工具
  各种前端工程化的工具就是在 Node.js 环境下开发的
• Node.js 适合开发服务器端的应用层（BFF）
  为网站，APP，小程序等提供数据服务。提供数据服务时，后台可能会涉及文件的操作，可能会涉及到数据库的操作，这时，可以把 Node.js 端的JavaScript 想象成一门后端开发语言，比如 Java，比如 PHP 等，它们可以做数据库操作，在 Node.js 环境下用JavaScript仍然可以实现。
• Node.js 可以用来做桌面应用开发
  比如 Office，Office 不需要上网也可以运行。还可以做各种跨平台的桌面应用，比如VS Code，就是用Node.js做的，而且 VS Code 是跨平台的，可以在 Windows 操作系统使用，也可以在 Mac 安装，也可以在 Lunix 安装，因为 Node.js 本身就有跨平台的属性，它可以在各个操作系统上运行；比如 Typora ，是一个 MD 编辑器，也是用 Node.js 做的；比如 insomnia ，是一个接口的调试工具，也是通过 Node.js 做的。
  所以，会发现，其他编程语言能做的，Node.js几乎都可以做，像网站，APP，小程序，桌面应用等，几乎都可以做。也就是说，Node.js 给 JavaScript 插上了全栈编程的翅膀。

四、Node.js APIs

Node.js可以做这么多的事情，那么它的背后肯定有相关技术做为支撑，加下来学习Node.js中的API。

Web端API

首先看Web端的API，它包含三部分：ECMAScript也就是ES，和与浏览器进行交互的DOM和BOM。

ECMAScript中包含JavaScript的基本语法，ECMAScript本身就是JS的标准，比如在JS中如何声明一个常量，如何声明一个变量，常见的流程控制语句，常见内置对象比如日期对象Date，数组对象String等。DOM中有document对象，可以在页面上输入内容，document.write，还有element对象。BOM中有window对象，可以打开或关闭窗口，还有location对象，可以做页面的跳转，可以获取当前的网址信息，还有history对象，可以获取访问过的一些网址信息。

Node.js端API

对应地，在Node环境下的内容：

Node环境只是JavaScript的一个新的运行环境，所以基础语法部分也就是ECMAScript与Web端是一样的，Web端的ECMAScript的功能在Node端仍然能实现。除此之外，还有Node APIs，这是Node.js的一个新的特征，也是将来我们要学习的。比如，fs 是 file system，是用来操作文件的，可以打开文件，可以写内容，可以读文件，可以关闭文件，可以删除文件，等等；path 可以解析文件路径，比如给一个路径，那么目录是什么，文件扩展名是什么，这些都可以通过 path 来得到；os 是操作系统，可以获取操作系统的相关的信息，比如操作系统是 64 位的还是 32 位的，操作系统中有多少个 CPU，这些都可以通过 os 来得到；http 是负责发布网络服务的，之前想要查看页面效果可能需要借助 Apache 和 Nginx 这种专业的 Web 服务器软件去发布服务，但是在 Node 环境下可以通过 http 这样的一个 API 来实现 Web 服务发布。当然除了这些以外，Node 还有很多 API 。

Web端JS与Node端JS对比

通过对比，我们发现，Web端的JS和Node端的JS其实就是两个集合，它们的交集部分是ECMAScript，Web还有专门负责与浏览器交互的API，Node中的API是负责与操作系统做对接。

五、安装 Node.js

第一步：在官网下载 Node.js 安装包

Node,js官网（nodejs.org）

或者点击下面的“其他下载”在下面的页面安装：

第二步：双击下载下来的安装包，一路 next 安装

下载完成后，双击打开安装包，询问是否运行，点击“运行”后一路 next 安装。

第三步：命令行中验证安装是否成功

按键 win + r，输入 cmd 回车，打开命令行

以上两种方式效果相同，都可以查看到安装的Node.js的版本，说明安装成功。

六、使用Node.js

Node.js 的使用，其实就是通过 Node.js 运行 JavaScript 代码，具体来说就是通过 Node.js 的命令运行JS代码。

运行方式

Node.js 有两种模式运行 JavaScrip：脚本模式和交互模式。

脚本模式

脚本模式：在命令行输入node，空格，js文件，然后回车，这样 js 文件就可以运行。

需要强调：一定要将 js 文件的路径写正确。

交互模式

交互模式：交互模式其实就相当于浏览器端的控制台，可以在里面实时地查看代码的运行效果。
首先进入交互模式，进入交互模式的命令就是 node回车
进入之后就可以写 JS 代码了，写完代码之后回车，代码就可以直接运行。
需要强调：一旦进入了交互模式，命令行就会处于阻塞状态，也就是说，不能再敲其他的命令了。
最后，退出交互模式，退出交互模式有两种方式：可以输入一条命令 .exit；也可以借助快捷键，按两次 ctrl + c，就可以退出交互模式。

交互模式除了可以运行代码之外，还有其他功能：

• 在交互模式下，可以使用 tab 键自动补全一些命令
  输入命令 console.l 按下 tab 键，自动补全，变成console.log。这是一个很重要的技巧，只需要知道命令的前缀就可以敲出完整的命令。
• 在交互模式下，可以探索 JavaScript 对象
  例如，查看Math对象中有什么函数，查看的方式注意，输入的是 Math.（注意后面的点），然后按两次 tab 键。查看到的结果很熟悉，例如Math.abs是求绝对值的函数；Math.PI，PI是π，是圆周率；等等。
  
• 在交互模式下，可以执行一些点命令
  例如输入 .help 回车 就可以得到一些帮助信息；退出交互模式输入 .exit 也是点命令。
  注意和上面第二条不要搞混淆，查看JS对象时点在后面，输入点命令时点在前面。

全局对象

Node.js 下的全局对象是 global。
浏览器端的 JS 中，全局对象是 window。
Node.js 下的全局对象 globa 在两种运行方式下，表现是不一样的：

• 在交互模式下，声明的变量和函数都属于 global 。
  例如：var a = 1；global.a 可以访问到。
  
• 在脚本模式下，声明的变量和函数都不属于 global 。
  例如：var a = 1；global.a 访问不到。
  这个是尤其要注意的，全局变量好用归好用，但是，在 Node 环境下用的时候需要慎重。在 Node.js 下，global 用得不是很频繁，没有像在浏览器端用 window 用得那么频繁。
  
  需要强调，不单单是window对象不能访问，其他的浏览器端的宿主对象都不能访问，document不能访问，location不能访问，history也不能访问。也就是说，交集部分可以访问，但是Web端的差集即砖红色部分不能访问。
  
  golbal下面到底有什么？最简单的方式就是在编辑器将global打印出来。
  

全局函数

JavaScript 提供的全局函数

JavaScript 语言提供的全局函数，在 Node.js 下依然可以用，因为 Node.js 只是一个新的运行环境。

• parseInt（数字转换函数，转整数）/parseFloat（数字转换函数，转小数）/isNaN（判断一个变量是否是非数字）/isFinite（判断变量的值是否是无穷）/eval（在函数中执行一段 JS ）…
• 一次性定时器（setTimeout 设置定时器 / clearTimeout 清除定时器）
• 周期性定时器（setInterval 设置定时器/ clearInterval 清除定时器）

一次性定时器相当于定时炸弹，到了时间才执行；周期性定时器像闹钟，每隔一段时间执行一次 。

Node.js 提供的全局函数

Node.js 环境也提供了一些全局函数。

• 立即执行定时器（setImmediate 设置定时器 / clearImmediate 清除定时器）
• 进程立即执行定时器（process.nextTick）

全局函数的使用示例

parseInt 数字转换函数，转换成整数

一次性定时器

setTimeout 有两个参数：第一个参数是回调函数，这里写成了箭头 函数的形式，也可以用 function 来声明；第二个参数是时间，时间是以毫秒为单位的，2000毫秒就是2秒。

//运行 2 秒之后才会输出1
setTimeout(()=>{console.log(1)
},2000)

要清除定时器就要先获取到一次性定时器的返回值，然后清除即可。

//2秒之后才会输出1
var timer = setTimeout(()=>{console.log(1)
},2000)//清除一次性定时器（即不输出 1 ）
clearTimeout(timer);

立即执行定时器

立即执行定时器没有时间参数，只有一个参数回调函数。

为什么结果是3 2 1？/ 为什么 3 在 2 之前输出？与 JS 的执行方式有关：输出3是执行主程序，输出 2 是执行事件队列，setImmediate 在事件队列顶部。先执行主程序，再执行事件队列，所以 3 在 2 之前输出。

同步与异步

JS 是以单线程的方式运行的，单线程可以理解为单车道，如果前面的车出了事故，后面的车就只能等待，这就是单线程。如果主程序中有多个任务，只有等前面的任务运行完了，才能运行后面的任务。比如要按顺序运行任务 1 2 3 4，如果任务 1 的运行时间很长，那么任务 2 3 4 就必须等待。这是明显的缺陷。
基于这个缺陷，JS中有一个补偿方案，就是事件队列，即，可以将一些执行时间较长的任务暂时丢到事件队列中执行，这样主程序里的任务占用时间整体上就所缩短了。主程序可以认为是同步执行，而事件队列里面的内容可以认为是异步执行，比如任务 5 6 7 。运行过程中，即使是排名靠前的事件队列，也只能等到主程序运行完成之后才能运行事件队列中的任务，这就是为什么我们说事件队列里面的执行是异步执行的原因。
做一个比喻，去车站买票，如果我们自己去车站买票的话需要排队，前面的人没有买完票之前我们是买不到票的，只能等待，这就相当于单线程；如果不想自己去排队等待，可以想一个办法，可以委托黄牛去买票，委托黄牛去买票的动作就相当于把任务丢到了事件队列中，黄牛买完票之后可以通知我们，这就是异步的执行方式。

setImmediate 位于事件队列的顶部，这里的 Immediate ，立即执行，指的是立即执行事件队列；setTimeout 位于事件队列的中部，所以，setImmediate 会在所有的异步任务之前优先执行。

很多面试题会将立即执行定时器 setImmediate 和进程立即执行定时器 process.nextTick 作比较：nextTick 是在主程序的最后执行的，这里的 next 指的就是主程序的 next ，主程序的下一步。所以，nextTick 是在主程序结束之后执行， setImmediate 是在事件队列之前执行，而整体的逻辑是先执行主程序，然后执行事件队列，所以下图中执行顺序是：先执行主程序中的1 2 3 4，然后执行5 nextTick ，然后执行6 setImmediate ，setImmediate 执行完之后才会执行事件队列中的 7 8 9。nextTick 与 setImmediate 是经常考的一个题目，要注意！

示例：