Nodejs聊聊JS语言是如何从前端移到后台的

Nodejs聊聊JS语言是如何从前端移到后台的

在cnodejs上看得比较多的主要是安装、配置、框架集成等话题。很少谈及js语言本身的讨论，今天我来起个头，希望大家能积极参与，碰撞出一些火花。

出处

js的出处大家都知道，先是Netscape给自己浏览器写的，后来标准化了，集成到ECMA标准集中，成为ECMAScript 262标准，后来伴随HTML5制定了265版本。师出同门的还有Flex所用的ActionScript，和Photoshop所用的脚本。最近还听说有些硬件也用上了js。所以，大家今后其实还可以到这些领域去施展一下拳脚。

JS起什么作用？

js首先是一种计算机语言，其最核心的功能是：

• 按逻辑执行程序
• 操控数据
• 输入/输出

其次才是它的语法特性（比如OOP）、执行特性（比如异步）、易用性（比如自动内存管理）。就其核心功能而言，js跟其它任何一门语言都无差别。

JS的哪些特性是专为浏览器设计的？

js在浏览器中的运行，运行环境上下文是由浏览器程序赋予的，即window对象。因此，浏览器中运行时，this即是指window。js对浏览器的主要用途有二：

1. 实现DOM标准。如构造及保存节点树、提供访问和操控方法、响应节点事件(mouseOver, click…)。
2. 与浏览器环境交互。如与窗口对象(Window)、Location、History、Navigator、Screen交互。

上面第1点中的事件问题一定要注意。我也是直到今天才知道这是DOM标准的一部分，而javascript当初为了实现这个标准，将响应事件的能力内化在了语言中。这也成了后来大家所津津乐道的一大特性。其实，任何一种需要操控UI的语言都需要具备这种能力，或者通过别的方法变相实现这种能力（比如线程）。而那些不需要处理UI的语言就没怎么考虑过这个问题，如PHP, Ruby, Python, Java，这些语言对事件的响应几乎都是通过线程实现。但JavaScript是单线程的，无法启动新线程，因此事件就成了变相多线程方式。

移植到浏览器以外的环境执行需要具备什么条件？

我以前不知道浏览器有WebKit和V8的时候，以为浏览器是一个整体性的，不可分割的软件。知道后，才发现原来浏览器内UI元素的管理和程序执行环境是分别由不同的引擎在支撑。既然程序由专门的引擎（虚拟机）在支撑，那这个虚拟机就可以移出来。但是，脱离了浏览器的环境，移出来做什么呢？

当然是做些常规程序做的事情：像Perl一样做系统管理脚本，或是像PHP/Java那样做服务器，或者像C一样无所不能。

但既然移出来到操作系统所提供的环境运行，那程序本身的存储方式很大可能性就是文件，因此，操作文件的功能也必不可少。既然可以操作程序源文件或执行文件，那普通文件也自然不在话下，很多文件可以用来做为数据源或存储结果。

const fs = require('fs');

// 读取文件
fs.readFile('./example.txt', 'utf8', (err, data) => {
    if (err) throw err;
    console.log(data);
});

// 写入文件
fs.writeFile('./output.txt', 'Hello World!', err => {
    if (err) throw err;
    console.log('File is written successfully!');
});

如何操控DOM以外的对象？

• 网络：Node.js提供了内置的http模块，可以创建Web服务器。

const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello World\n');
});

server.listen(3000, () => {
    console.log('Server running at http://localhost:3000/');
});

• 数据库：使用第三方库如mongoose连接MongoDB。

const mongoose = require('mongoose');

mongoose.connect('mongodb://localhost/test', { useNewUrlParser: true, useUnifiedTopology: true });

const db = mongoose.connection;
db.on('error', console.error.bind(console, 'connection error:'));
db.once('open', function() {
    console.log('Connected to MongoDB');
});

总结

无论哪种，它们都只是一个IO对象，这些对象都是二进制数据，或者是二进制数据驱动的。所以只要你能控制这些二进制数据，并能读取或写入到对应的地址或设备里去，那就可以操控它。对js而言，涉及两个问题：

1. 二进制数据的操纵需要语言本身支持（其实几乎所有语言都支持二进制数据，但js本身恰恰并未支持，所以NodeJs一上来就先解决了这个问题）；
2. 地址和设备的读写控制由操作系统管理，所以要额外添加一些接口来跟操作系统沟通。这也是NodeJs需要一个标准库的原因。

补充问题

1. 标准库没涉及到的对象怎么办？比如遥控飞机、控制门锁、蓝牙通信、各类传感器数据获取等。这些设备的控制在标准库中没有，但属于操作系统可控的范围，因此，只要补充对应的操作库即可。这就是NodeJs留有C++接口的原因。
2. 那些操作系统管不了的事情怎么办？比如Photoshop图层、画笔、Flex中的元素、动画等等。这些属于应用层之上的对象，就需要应用自己创建一个执行环境，并赋予执行上下文，定义各类对象和执行逻辑。这样就可以了。

跟其他语言有什么异同？

从最底层的运行逻辑上讲，js跟其它语言没有什么差异，都是以逻辑结构做为执行条件。从执行环境层面来说，各种语言的执行顺序略有不同，有的语言是以顺序运行，有的靠触发，但根本上都是顺序执行的，只是执行的范围有所不同。因此，其执行是严格可预测的，而不能预测的只是事件发生的时间。

对JS应用的展望

js可以在浏览器上执行，也可以在服务器上执行，这是大家已经看到的。但其实它做为一种常规语言，可以做几乎任何事：

• 做系统管理脚本。
• 做普通GUI程序的控制语言。这需要扩展绘图模块，并在应用程序中集成js引擎。实际上现在Linux上有个项目(Seed)就已经实现了，其图形库是GTK，控制语言使用javascript。
• 做Android, iOS平台上的普通app。实际上现在的PhoneGap(Cordova)就是将WebKit+js引擎预先集成到app中，开发者仅需像开发web一样开发即可。但这种app需要每个都集成一个WebKit+V8（或其他js引擎）。更好的方式是整个大环境就是一个WebKit+V8，然后每个app就只有相应的HTML, CSS, JS代码即可，FirefoxOS即是如此。要做手机app，则需要js引擎补充实现各种设备访问接口。如拨号、3D传感器、摄像头、GPS、蓝牙等。
• 在带操作系统的微型PC上运行。比如前面帖子中有人编译到了OpenWRT上；还有一个控制Arduino的NodeJs模块（名叫Johnny-Five）。
• 其它IO密集，但处理时效性要求高的领域里。

但也有例外，js也有不能做的事情：

• 单片机程序，或者实现一个裸机操作系统。因为js必须要一个虚拟机来运行，而虚拟机本身还不具备操作系统的功能。如设备管理、内存管理（这里可不是指自动垃圾回收机制，而是真正的物理内存）、任务调度（当然，单一功能的设备上，单线程的js无需理会这个需求）。
• 科学计算。（这个不知道我说的对不对，求指正）

由于时间有限，暂时写这么多。有空再补！也欢迎大家留言交流！

好文。

那是操作层面的内容，这个今后另起文章再写。