Node.js 基础

Node.js 概述

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境，采用事件驱动、非阻塞 I/O 模型。

特点

单线程：主线程单线程执行，通过事件循环处理异步操作
非阻塞 I/O：文件读写、网络请求等操作不会阻塞主线程
事件驱动：通过事件回调机制处理异步任务

事件循环 (Event Loop)

Node.js 的事件循环分为六个阶段，每个阶段都有一个回调队列：

   ┌───────┐
   │  timers  │  ← setTimeout / setInterval 回调
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │ pending  │  ← 系统级回调（如 TCP 错误）
   │  callbacks │
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │  idle,   │  ← 内部使用
   │  prepare │
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │   poll    │  ← I/O 回调、获取新事件（最重要的阶段）
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │   check   │  ← setImmediate 回调
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │ close   │  ← 关闭事件回调（如 socket.on('close')）
   │ callbacks│
   └───────┘

   ┌───────┐
   │  timers  │  ← setTimeout / setInterval 回调
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │ pending  │  ← 系统级回调（如 TCP 错误）
   │  callbacks │
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │  idle,   │  ← 内部使用
   │  prepare │
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │   poll    │  ← I/O 回调、获取新事件（最重要的阶段）
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │   check   │  ← setImmediate 回调
   └───────┘
        │
   ┌───────┐
   │ close   │  ← 关闭事件回调（如 socket.on('close')）
   │ callbacks│
   └───────┘

微任务与宏任务

微任务（每个阶段之间执行）：
  process.nextTick → Promise.then / catch / finally

宏任务（事件循环各阶段）：
  setTimeout / setInterval → I/O → setImmediate

微任务（每个阶段之间执行）：
  process.nextTick → Promise.then / catch / finally

宏任务（事件循环各阶段）：
  setTimeout / setInterval → I/O → setImmediate

console.log('1')

setTimeout(() => console.log('2'), 0)

setImmediate(() => console.log('3'))

process.nextTick(() => console.log('4'))

Promise.resolve().then(() => console.log('5'))

// 输出顺序：1 → 4 → 5 → 2 → 3

console.log('1')

setTimeout(() => console.log('2'), 0)

setImmediate(() => console.log('3'))

process.nextTick(() => console.log('4'))

Promise.resolve().then(() => console.log('5'))

// 输出顺序：1 → 4 → 5 → 2 → 3

全局对象

global / globalThis

// Node.js 全局对象
global.myVar = '全局变量'

// ECMAScript 2020 — 跨环境全局对象
globalThis.myVar = '全局变量'  // Node → global, 浏览器 → window

// Node.js 全局对象
global.myVar = '全局变量'

// ECMAScript 2020 — 跨环境全局对象
globalThis.myVar = '全局变量'  // Node → global, 浏览器 → window

全局 API

setTimeout(() => {}, 1000)
setInterval(() => {}, 1000)
setImmediate(() => {})  // 当前事件循环 poll 阶段完成后执行
clearTimeout()
clearInterval()
clearImmediate()

setTimeout(() => {}, 1000)
setInterval(() => {}, 1000)
setImmediate(() => {})  // 当前事件循环 poll 阶段完成后执行
clearTimeout()
clearInterval()
clearImmediate()

dirname / filename

只能在 CommonJS 中使用，ES Module 中不可用：

console.log(__dirname)   // 当前模块所在目录的绝对路径
console.log(__filename)  // 当前模块文件的绝对路径（含文件名）

console.log(__dirname)   // 当前模块所在目录的绝对路径
console.log(__filename)  // 当前模块文件的绝对路径（含文件名）

Buffer 类

详见 Node-流与Buffer

process 对象

进程信息

process.arch             // CPU 架构：'x64', 'arm64' 等
process.platform         // 操作系统：'win32', 'darwin', 'linux'
process.pid              // 当前进程 ID
process.cwd()            // 当前工作目录
process.memoryUsage()    // 内存使用情况

process.arch             // CPU 架构：'x64', 'arm64' 等
process.platform         // 操作系统：'win32', 'darwin', 'linux'
process.pid              // 当前进程 ID
process.cwd()            // 当前工作目录
process.memoryUsage()    // 内存使用情况

console.log(process.memoryUsage())
// {
//   rss: 30932992,      // 常驻集大小（物理内存）
//   heapTotal: 6438912, // V8 堆区总大小
//   heapUsed: 5678624,  // 已用堆大小
//   external: 423221,   // 外部内存（C++ 对象）
//   arrayBuffers: 17606 // ArrayBuffer 数量
// }

console.log(process.memoryUsage())
// {
//   rss: 30932992,      // 常驻集大小（物理内存）
//   heapTotal: 6438912, // V8 堆区总大小
//   heapUsed: 5678624,  // 已用堆大小
//   external: 423221,   // 外部内存（C++ 对象）
//   arrayBuffers: 17606 // ArrayBuffer 数量
// }

命令行参数

// 执行：node index.js --name=zs --age=18
console.log(process.argv)
// ['node.exe路径', 'index.js路径', '--name=zs', '--age=18']

// 执行：node index.js --name=zs --age=18
console.log(process.argv)
// ['node.exe路径', 'index.js路径', '--name=zs', '--age=18']

环境变量

console.log(process.env.NODE_ENV)  // 读取环境变量
process.env.MY_VAR = 'value'       // 设置（仅当前进程生效）

console.log(process.env.NODE_ENV)  // 读取环境变量
process.env.MY_VAR = 'value'       // 设置（仅当前进程生效）

cross-env

跨平台设置环境变量：

json

{
  "scripts": {
    "dev": "cross-env NODE_ENV=development node index.js"
  }
}

{
  "scripts": {
    "dev": "cross-env NODE_ENV=development node index.js"
  }
}

原理：Windows 使用 SET，POSIX 使用 export。

process.exit / process.kill

process.exit(0)       // 强制退出进程，0 表示正常退出
process.kill(pid)     // 杀死指定进程

process.exit(0)       // 强制退出进程，0 表示正常退出
process.kill(pid)     // 杀死指定进程

process.nextTick

将回调插入微任务队列，在当前事件循环下一轮执行：

process.nextTick(() => {
  console.log('在当前操作完成后立即执行')
})

process.nextTick(() => {
  console.log('在当前操作完成后立即执行')
})

process.stdout / process.stderr

process.stdout.write('输出到控制台\n')
process.stderr.write('错误信息\n')

process.stdout.write('输出到控制台\n')
process.stderr.write('错误信息\n')

事件监听

process.on('exit', (code) => {
  console.log(`进程退出，退出码：${code}`)
})

process.on('uncaughtException', (err) => {
  console.error('未捕获的异常：', err)
})

process.on('exit', (code) => {
  console.log(`进程退出，退出码：${code}`)
})

process.on('uncaughtException', (err) => {
  console.error('未捕获的异常：', err)
})

child_process 子进程

Node.js 提供了 7 个 API 创建子进程（Sync 结尾为同步方法）：

API	说明
`spawn`	执行命令，返回流（边执行边返回）
`exec`	执行命令，返回 buffer（最大 200KB）
`execFile`	执行可执行文件
`fork`	创建 Node 子进程（IPC 通信）
`execSync`	exec 的同步版本
`execFileSync`	execFile 的同步版本
`spawnSync`	spawn 的同步版本

exec

const { exec, execSync } = require('child_process')

// 异步
exec('node -v', (err, stdout, stderr) => {
  if (err) return console.error(err)
  console.log(stdout.toString())
})

// 同步
const version = execSync('node -v')
console.log(version.toString())

const { exec, execSync } = require('child_process')

// 异步
exec('node -v', (err, stdout, stderr) => {
  if (err) return console.error(err)
  console.log(stdout.toString())
})

// 同步
const version = execSync('node -v')
console.log(version.toString())

execFile

适合执行 .bat/.sh 等脚本文件：

const { execFile } = require('child_process')

execFile(path.resolve(process.cwd(), './script.bat'), null, (err, stdout) => {
  console.log(stdout.toString())
})

const { execFile } = require('child_process')

execFile(path.resolve(process.cwd(), './script.bat'), null, (err, stdout) => {
  console.log(stdout.toString())
})

spawn

适用于实时获取输出数据（流式返回，无大小限制）：

const { spawn } = require('child_process')

const { stdout } = spawn('netstat', ['-an'], {})

stdout.on('data', (stream) => {
  console.log(stream.toString())
})

const { spawn } = require('child_process')

const { stdout } = spawn('netstat', ['-an'], {})

stdout.on('data', (stream) => {
  console.log(stream.toString())
})

spawn vs exec：

特性	spawn	exec
返回方式	流（stream）	buffer
大小限制	无	200KB
适用场景	大数据量、实时输出	简单命令、结果较小

fork

适用于大量计算或易阻塞主进程的操作（基于 IPC 通信）：

// index.js
const { fork } = require('child_process')
const child = fork('./child.js')

child.send('我是主进程')  // 发送消息
child.on('message', (data) => {
  console.log('主进程收到：', data)
})

// index.js
const { fork } = require('child_process')
const child = fork('./child.js')

child.send('我是主进程')  // 发送消息
child.on('message', (data) => {
  console.log('主进程收到：', data)
})

// child.js
process.on('message', (data) => {
  console.log('子进程收到：', data)
})

process.send('我是子进程')

// child.js
process.on('message', (data) => {
  console.log('子进程收到：', data)
})

process.send('我是子进程')

Node.js 基础 ​

Node.js 概述 ​

特点 ​

事件循环 (Event Loop) ​

微任务与宏任务 ​

全局对象 ​

global / globalThis ​

全局 API ​

__dirname / __filename ​

Buffer 类 ​

process 对象 ​

进程信息 ​

命令行参数 ​

环境变量 ​

cross-env ​

process.exit / process.kill ​

process.nextTick ​

process.stdout / process.stderr ​

事件监听 ​

child_process 子进程 ​

exec ​

execFile ​

spawn ​

fork ​