Skip to main content

什麼是 API？

一、Node.js 與 JavaScript 的關係​

1. JavaScript 的起源與用途​

  • JavaScript 是一種高階、動態型別的程式語言，最初設計用於在網頁瀏覽器中增加互動性，例如操作網頁元素（如 DOM）、處理用戶輸入等。

  • 在瀏覽器中，JavaScript 運行在 V8 引擎（Google Chrome 使用的 JavaScript 引擎）等環境中，負責處理網頁的動態行為。

  • 傳統上，JavaScript 只能在瀏覽器中運行，無法直接進行檔案系統操作或網路伺服器管理等後端任務。

2. Node.js 是什麼？​

  • Node.js 是一個開源的運行時環境（runtime environment），讓 JavaScript 程式碼可以在瀏覽器之外的地方運行，例如你的電腦或伺服器。

  • Node.js 基於 Google 的 V8 引擎，但擴展了 JavaScript 的能力，提供了額外的模組和功能，例如：

    • 檔案系統操作（fs 模組）

    • 網路功能（http 模組，用於建立伺服器）

    • 作業系統相關任務

  • 簡單來說，Node.js 讓 JavaScript 從「只能在網頁跑的語言」變成「也能在伺服器端跑的全能語言」。

3. Node.js 與 JavaScript 的關係​

  • 語言與環境的關係：

    • JavaScript 是程式語言，定義了語法和邏輯（例如變數、函式、迴圈等）。

    • Node.js 是一個運行時環境，提供平台讓 JavaScript 在伺服器端執行，並增加了瀏覽器沒有的功能（例如檔案操作、網路請求）。

  • 程式碼相容性：

    • 你在瀏覽器中學到的 JavaScript 語法（例如 let、const、陣列方法等）在 Node.js 中幾乎都可以直接使用。

    • 但 Node.js 提供了額外的模組（例如 fs、http），這些是瀏覽器環境沒有的。

  • 範例比較：

    • 瀏覽器中的 JavaScript：

      document.getElementById("myButton").addEventListener("click", () => {
        alert("你點擊了按鈕！");
      });

      這段程式碼操作網頁上的按鈕，顯示提示框。

    • Node.js 中的 JavaScript：

      const http = require("http");

      const server = http.createServer((req, res) => {
        res.statusCode = 200;
        res.setHeader("Content-Type", "text/plain");
        res.end("你好，這是一個 Node.js 伺服器！");
      });

      server.listen(3000, () => {
        console.log("伺服器運行在 http://localhost:3000");
      });

      這段程式碼建立了一個簡單的 HTTP 伺服器，當訪問 http://localhost:3000 時，顯示文字。

4. Node.js 對前端工程師的意義​

  • 全端開發：你可以用 JavaScript 同時寫前端和後端程式碼，成為全端工程師。

  • 工具開發：許多前端工具（例如 Webpack、Vite、ESLint）都基於 Node.js，理解 Node.js 有助於使用和自訂這些工具。

  • 伺服器端邏輯：Node.js 可用於開發 API、處理檔案等後端任務。

二、事件迴圈（Event Loop）在 Node.js 中的作用​

1. 什麼是事件迴圈？​

  • 事件迴圈（Event Loop） 是 Node.js 的核心機制，用於處理非同步（asynchronous）操作，讓 JavaScript 雖然是單執行緒（single-threaded）語言，卻能高效處理大量的並行任務，例如網路請求、檔案讀寫、計時器等。

  • 簡單來說，事件迴圈就像一個「任務調度員」，負責管理程式中的非同步任務，確保它們在適當的時機執行。

2. 為什麼需要事件迴圈？​

  • JavaScript 是單執行緒的，意味著一次只能執行一個任務。如果某個任務（例如讀取大檔案）需要很長時間，會「阻塞」程式，導致其他任務無法執行。

  • 事件迴圈解決了這個問題，它將耗時的操作（例如 I/O 操作）交給系統內核或 Node.js 的工作執行緒（worker threads）處理，然後在任務完成時，將結果放回事件佇列（event queue），等待主執行緒執行。

3. 事件迴圈的運作流程​

事件迴圈的運作可以分為以下幾個階段（簡化版）：

  1. 計時器（Timers）：執行 setTimeout 和 setInterval 的回呼函式。

  2. 待處理的回呼（Pending Callbacks）：執行 I/O 操作（例如檔案讀寫、網路請求）的回呼。

  3. 閒置階段（Idle, Prepare）：Node.js 內部用於準備工作。

  4. 輪詢（Poll）：檢查是否有新的 I/O 事件需要處理（例如新進的網路請求）。

  5. 檢查（Check）：執行 setImmediate 的回呼。

  6. 關閉回呼（Close Callbacks）：處理關閉事件（例如關閉檔案或網路連線）。

事件迴圈會不斷循環這些階段，直到沒有任務需要執行。

4. 事件迴圈的簡單範例​

以下是一個簡單的 Node.js 程式，展示事件迴圈如何處理非同步任務：

console.log("程式開始");

setTimeout(() => {
  console.log("這是 setTimeout 的回呼，3 秒後執行");
}, 3000);

setImmediate(() => {
  console.log("這是 setImmediate 的回呼，立即執行");
});

console.log("程式結束");

執行結果：

程式開始
程式結束
這是 setImmediate 的回呼，立即執行
這是 setTimeout 的回呼，3 秒後執行

解釋：

  • console.log('程式開始') 和 console.log('程式結束') 是同步程式碼，會立即執行。

  • setImmediate 的回呼會在事件迴圈的「檢查」階段執行，因此在同步程式碼執行完後立即運行。

  • setTimeout 的回呼會在事件迴圈的「計時器」階段執行，因為設定了 3 秒延遲，所以會在 3 秒後運行。

  • 事件迴圈負責管理這些非同步任務的執行順序。