【node.js】入門基礎

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歸屬專欄：node.js

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文章目錄

  • 1. Node.js簡介
    • 1.1 Node.js的核心特點
    • 1.2 Node.js適用場景
  • 2. 第一個Node.js程序
    • 2.1 創建并運行Hello World
    • 2.2 創建簡單的HTTP服務器
  • 3. Node.js核心概念
    • 3.1 模塊系統
      • 3.1.1 創建和導出模塊
      • 3.1.2 導入和使用模塊
      • 3.1.3 ES模塊語法(ES Modules)
    • 3.2 事件循環
      • 3.2.1 事件循環示例
      • 3.2.2 異步文件操作示例
    • 3.3 事件發射器 (EventEmitter)
      • 3.3.1 自定義事件發射器
    • 3.4 流 (Streams)
      • 3.4.1 流的類型
      • 3.4.2 文件流示例
      • 3.4.3 使用pipe()簡化流操作
      • 3.4.4 創建自定義流
  • 4. 文件系統操作
    • 4.1 同步與異步文件操作
    • 4.2 寫入文件
    • 4.3 目錄操作
    • 4.4 文件路徑操作
  • 5. HTTP服務器開發
    • 5.1 創建基本HTTP服務器
    • 5.2 處理HTTP請求和路由
    • 5.3 處理靜態文件

正文

1. Node.js簡介

Node.js是一個開源、跨平臺的JavaScript運行環境，它允許開發者使用JavaScript來編寫服務器端代碼。Node.js采用Google Chrome的V8引擎來執行JavaScript代碼，具有非阻塞I/O和事件驅動機制，使其成為構建高性能網絡應用的理想選擇。

1.1 Node.js的核心特點
Node.js核心特點
非阻塞I/O
事件驅動
單線程
跨平臺
npm生態系統
  • 非阻塞I/O：執行I/O操作時不會阻塞線程
  • 事件驅動：基于事件循環處理并發操作
  • 單線程：使用單線程處理多個并發連接
  • 跨平臺：可在Windows、macOS和Linux等多種操作系統上運行
  • npm：擁有世界上最大的開源代碼庫生態系統

1.2 Node.js適用場景

Node.js特別適合以下場景：

  • 實時應用（聊天、游戲服務器）
  • REST API和微服務
  • 單頁面應用(SPA)的后端
  • 流處理和數據密集型應用
  • 命令行工具

2. 第一個Node.js程序

2.1 創建并運行Hello World

創建一個名為hello.js的文件，內容如下：

// 第一個Node.js程序
console.log("Hello, Node.js!");

在命令行中運行：

node hello.js

輸出結果：

Hello, Node.js!

2.2 創建簡單的HTTP服務器

創建一個基本的Web服務器：

// 創建簡單的HTTP服務器
const http = require('http');// 創建HTTP服務器
const server = http.createServer((req, res) => {// 設置響應頭res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});// 發送響應數據res.end('Hello World from Node.js Server!');
});// 服務器監聽3000端口
const PORT = 3000;
server.listen(PORT, () => {console.log(`Server running at http://localhost:${PORT}/`);
});

運行服務器：

node server.js

現在可以在瀏覽器中訪問http://localhost:3000查看結果。

3. Node.js核心概念

3.1 模塊系統

Node.js使用CommonJS模塊系統，允許將代碼分割成可重用的部分。

3.1.1 創建和導出模塊

// math.js - 創建一個數學工具模塊
function add(a, b) {return a + b;
}function subtract(a, b) {return a - b;
}function multiply(a, b) {return a * b;
}function divide(a, b) {if (b === 0) {throw new Error('Cannot divide by zero');}return a / b;
}// 導出多個函數
module.exports = {add,subtract,multiply,divide
};

3.1.2 導入和使用模塊

// app.js - 使用數學工具模塊
const math = require('./math');console.log(`2 + 3 = ${math.add(2, 3)}`);
console.log(`5 - 2 = ${math.subtract(5, 2)}`);
console.log(`4 * 6 = ${math.multiply(4, 6)}`);
console.log(`10 / 2 = ${math.divide(10, 2)}`);// 也可以使用解構賦值
const { add, multiply } = require('./math');
console.log(`4 + 5 = ${add(4, 5)}`);
console.log(`3 * 7 = ${multiply(3, 7)}`);

3.1.3 ES模塊語法(ES Modules)

Node.js也支持ES模塊語法，需要將文件后綴改為.mjs或在package.json中設置"type": "module"。

// mathES.mjs - ES模塊語法
export function add(a, b) {return a + b;
}export function subtract(a, b) {return a - b;
}// 導出默認值
export default {name: 'Math Utils',version: '1.0.0'
};

// appES.mjs - 導入ES模塊
import { add, subtract } from './mathES.mjs';
import mathInfo from './mathES.mjs';console.log(`ES模塊: 2 + 3 = ${add(2, 3)}`);
console.log(`模塊信息: ${mathInfo.name} v${mathInfo.version}`);

3.2 事件循環

Node.js的事件循環是其非阻塞I/O模型的核心，它允許Node.js執行非阻塞操作。
事件循環
定時器階段
待定回調階段
idle/prepare階段
輪詢階段
檢查階段
關閉回調階段

3.2.1 事件循環示例

console.log('1. 開始執行');// 延遲執行 (宏任務)
setTimeout(() => {console.log('4. setTimeout 回調執行');
}, 0);// Promise (微任務)
Promise.resolve().then(() => {console.log('3. Promise 回調執行');
});console.log('2. 結束執行');// 輸出順序:
// 1. 開始執行
// 2. 結束執行
// 3. Promise 回調執行
// 4. setTimeout 回調執行

3.2.2 異步文件操作示例

const fs = require('fs');console.log('1. 開始讀取文件');// 異步讀取文件
fs.readFile('example.txt', 'utf8', (err, data) => {if (err) {console.error('讀取文件出錯:', err);return;}console.log('3. 文件內容:', data);
});console.log('2. 讀取文件的請求已發出，繼續執行其他操作');

3.3 事件發射器 (EventEmitter)

EventEmitter是Node.js的核心模塊，用于實現事件驅動架構。

const EventEmitter = require('events');// 創建事件發射器實例
class MyEmitter extends EventEmitter {}
const myEmitter = new MyEmitter();// 注冊事件監聽器
myEmitter.on('event', (a, b) => {console.log('事件發生了!', a, b);
});// 注冊只執行一次的事件監聽器
myEmitter.once('onceEvent', () => {console.log('這個事件只會觸發一次');
});// 觸發事件
myEmitter.emit('event', 'a', 'b');
myEmitter.emit('onceEvent');
myEmitter.emit('onceEvent'); // 這次不會觸發監聽器

3.3.1 自定義事件發射器

const EventEmitter = require('events');// 創建一個用戶類，繼承EventEmitter
class User extends EventEmitter {constructor(name) {super();this.name = name;}sayHello() {console.log(`${this.name} says hello!`);// 觸發事件this.emit('hello', this.name);}sayGoodbye() {console.log(`${this.name} says goodbye!`);// 觸發事件this.emit('goodbye', this.name);}
}// 創建用戶實例
const user = new User('John');// 添加事件監聽器
user.on('hello', (name) => {console.log(`Hello event was triggered by ${name}`);
});user.on('goodbye', (name) => {console.log(`Goodbye event was triggered by ${name}`);
});// 調用方法，觸發事件
user.sayHello();
user.sayGoodbye();

3.4 流 (Streams)

流是用于處理讀寫數據的抽象接口，尤其適合處理大文件。

3.4.1 流的類型

  • 可讀流 (Readable)：用于讀取數據
  • 可寫流 (Writable)：用于寫入數據
  • 雙工流 (Duplex)：可讀可寫
  • 轉換流 (Transform)：在讀寫過程中修改數據

3.4.2 文件流示例

const fs = require('fs');// 創建可讀流
const readStream = fs.createReadStream('source.txt', 'utf8');// 創建可寫流
const writeStream = fs.createWriteStream('destination.txt');// 處理流事件
readStream.on('data', (chunk) => {console.log(`接收到 ${chunk.length} 字節的數據`);// 寫入數據到可寫流writeStream.write(chunk);
});readStream.on('end', () => {writeStream.end(); // 結束寫入流console.log('讀取完成');
});readStream.on('error', (err) => {console.error('讀取錯誤:', err);
});writeStream.on('finish', () => {console.log('寫入完成');
});writeStream.on('error', (err) => {console.error('寫入錯誤:', err);
});

3.4.3 使用pipe()簡化流操作

const fs = require('fs');// 創建可讀流和可寫流
const readStream = fs.createReadStream('source.txt');
const writeStream = fs.createWriteStream('destination.txt');// 使用pipe直接將可讀流連接到可寫流
readStream.pipe(writeStream);// 處理事件
readStream.on('end', () => {console.log('讀取完成');
});writeStream.on('finish', () => {console.log('寫入完成');
});

3.4.4 創建自定義流

const { Transform } = require('stream');// 創建轉換流，將文本轉為大寫
class UppercaseTransform extends Transform {_transform(chunk, encoding, callback) {// 轉換數據const upperChunk = chunk.toString().toUpperCase();// 推送轉換后的數據this.push(upperChunk);// 調用回調，表示處理完成callback();}
}// 使用自定義轉換流
const upperCaseStream = new UppercaseTransform();// 從標準輸入讀取，經過轉換后寫入標準輸出
process.stdin.pipe(upperCaseStream).pipe(process.stdout);

4. 文件系統操作

Node.js提供了fs模塊用于與文件系統交互。

4.1 同步與異步文件操作

const fs = require('fs');// 同步讀取文件（阻塞）
try {const data = fs.readFileSync('file.txt', 'utf8');console.log('同步讀取文件:', data);
} catch (err) {console.error('同步讀取錯誤:', err);
}// 異步讀取文件（非阻塞）
fs.readFile('file.txt', 'utf8', (err, data) => {if (err) {console.error('異步讀取錯誤:', err);return;}console.log('異步讀取文件:', data);
});// 使用Promise API (Node.js 10+)
fs.promises.readFile('file.txt', 'utf8').then(data => {console.log('Promise讀取文件:', data);}).catch(err => {console.error('Promise讀取錯誤:', err);});// 使用async/await (Node.js 10+)
async function readFileAsync() {try {const data = await fs.promises.readFile('file.txt', 'utf8');console.log('Async/Await讀取文件:', data);} catch (err) {console.error('Async/Await讀取錯誤:', err);}
}readFileAsync();

4.2 寫入文件

const fs = require('fs');// 同步寫入
try {fs.writeFileSync('output1.txt', 'Hello, Node.js! (同步寫入)', 'utf8');console.log('同步寫入完成');
} catch (err) {console.error('同步寫入錯誤:', err);
}// 異步寫入
fs.writeFile('output2.txt', 'Hello, Node.js! (異步寫入)', 'utf8', (err) => {if (err) {console.error('異步寫入錯誤:', err);return;}console.log('異步寫入完成');
});// 追加內容到文件
fs.appendFile('output2.txt', '\n這是追加的內容', 'utf8', (err) => {if (err) {console.error('追加錯誤:', err);return;}console.log('追加完成');
});

4.3 目錄操作

const fs = require('fs');
const path = require('path');// 創建目錄
fs.mkdir('new-directory', (err) => {if (err) {console.error('創建目錄錯誤:', err);return;}console.log('目錄創建成功');
});// 遞歸創建多級目錄
fs.mkdir('parent/child/grandchild', { recursive: true }, (err) => {if (err) {console.error('創建多級目錄錯誤:', err);return;}console.log('多級目錄創建成功');
});// 讀取目錄內容
fs.readdir('.', (err, files) => {if (err) {console.error('讀取目錄錯誤:', err);return;}console.log('當前目錄文件:');files.forEach(file => {console.log(`- ${file}`);});
});// 獲取文件信息
fs.stat('file.txt', (err, stats) => {if (err) {console.error('獲取文件信息錯誤:', err);return;}console.log('文件信息:');console.log(`- 是文件? ${stats.isFile()}`);console.log(`- 是目錄? ${stats.isDirectory()}`);console.log(`- 文件大小: ${stats.size} 字節`);console.log(`- 創建時間: ${stats.birthtime}`);console.log(`- 修改時間: ${stats.mtime}`);
});

4.4 文件路徑操作

const path = require('path');// 路徑拼接 (跨平臺兼容)
const fullPath = path.join(__dirname, 'subfolder', 'file.txt');
console.log('拼接路徑:', fullPath);// 解析路徑
const pathInfo = path.parse('/home/user/documents/file.txt');
console.log('路徑信息:', pathInfo);
/*
輸出:
{root: '/',dir: '/home/user/documents',base: 'file.txt',ext: '.txt',name: 'file'
}
*/// 規范化路徑
console.log('規范化路徑:', path.normalize('/home//user/../user/docs/'));
// 輸出: /home/user/docs/// 獲取絕對路徑
console.log('絕對路徑:', path.resolve('subfolder', 'file.txt'));// 獲取擴展名
console.log('擴展名:', path.extname('file.txt')); // 輸出: .txt

5. HTTP服務器開發

5.1 創建基本HTTP服務器

const http = require('http');// 創建HTTP服務器
const server = http.createServer((req, res) => {// 獲取請求信息const { method, url, headers } = req;console.log(`收到 ${method} 請求: ${url}`);// 根據URL路徑提供不同響應if (url === '/') {// 設置響應頭res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});// 發送響應數據res.end(`<html><head><title>Node.js服務器</title></head><body><h1>歡迎來到Node.js服務器!</h1><p>當前時間: ${new Date().toLocaleString()}</p><ul><li><a href="/about">關于我們</a></li><li><a href="/contact">聯系我們</a></li></ul></body></html>`);} else if (url === '/about') {res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});res.end(`<html><head><title>關于我們</title></head><body><h1>關于我們</h1><p>這是一個簡單的Node.js HTTP服務器示例。</p><a href="/">返回首頁</a></body></html>`);}else if (url === '/contact') {res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});res.end(`<html><head><title>聯系我們</title></head><body><h1>聯系我們</h1><p>Email: example@example.com</p><a href="/">返回首頁</a></body></html>`);}else if (url === '/api/time') {// 返回JSON數據res.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/json'});res.end(JSON.stringify({time: new Date().toISOString(),timestamp: Date.now()}));}else {// 404 Not Foundres.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'});res.end(`<html><head><title>404 Not Found</title></head><body><h1>404 - 頁面不存在</h1><p>請求的URL "${url}" 不存在</p><a href="/">返回首頁</a></body></html>`);}
});// 服務器監聽端口
const PORT = process.env.PORT || 3000;
server.listen(PORT, () => {console.log(`服務器運行在 http://localhost:${PORT}/`);
});

5.2 處理HTTP請求和路由

const http = require('http');
const url = require('url');// 路由處理函數
const routes = {'GET': {'/': (req, res) => {res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});res.end('<h1>首頁</h1><p>歡迎訪問我們的網站</p>');},'/about': (req, res) => {res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});res.end('<h1>關于我們</h1><p>這是關于頁面</p>');},'/api/users': (req, res) => {const users = [{ id: 1, name: 'Alice' },{ id: 2, name: 'Bob' },{ id: 3, name: 'Charlie' }];res.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/json'});res.end(JSON.stringify(users));}},'POST': {'/api/users': (req, res) => {let body = '';// 收集請求體數據req.on('data', chunk => {body += chunk.toString();});// 請求體接收完畢req.on('end', () => {try {const userData = JSON.parse(body);// 處理用戶數據...res.writeHead(201, {'Content-Type': 'application/json'});res.end(JSON.stringify({message: '用戶創建成功',user: userData}));} catch (error) {res.writeHead(400, {'Content-Type': 'application/json'});res.end(JSON.stringify({error: '無效的JSON數據'}));}});}}
};// 創建HTTP服務器
const server = http.createServer((req, res) => {// 解析URL和查詢參數const parsedUrl = url.parse(req.url, true);const path = parsedUrl.pathname;const method = req.method.toUpperCase();const query = parsedUrl.query;console.log(`${method} ${path}`);// 查找路由處理函數const routeHandler = routes[method] && routes[method][path];if (routeHandler) {// 將查詢參數附加到請求對象req.query = query;// 調用路由處理函數routeHandler(req, res);} else {// 未找到路由處理函數，返回404res.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'});res.end('<h1>404 - 頁面不存在</h1>');}
});// 啟動服務器
const PORT = 3000;
server.listen(PORT, () => {console.log(`服務器運行在 http://localhost:${PORT}/`);
});

5.3 處理靜態文件

const http = require('http');
const fs = require('fs');
const path = require('path');// 靜態文件目錄
const PUBLIC_DIR = path.join(__dirname, 'public');// MIME類型映射
const MIME_TYPES = {'.html': 'text/html','.css': 'text/css','.js': 'text/javascript','.json': 'application/json','.png': 'image/png','.jpg': 'image/jpeg','.jpeg': 'image/jpeg','.gif': 'image/gif','.svg': 'image/svg+xml','.ico': 'image/x-icon','.txt': 'text/plain'
};// 創建HTTP服務器
const server = http.createServer((req, res) => {// 僅處理GET請求if (req.method !== 'GET') {res.writeHead(405, {'Content-Type': 'text/plain'});res.end('Method Not Allowed');return;}// 獲取請求路徑let filePath = path.join(PUBLIC_DIR, req.url === '/' ? 'index.html' : req.url);// 檢查文件是否存在fs.stat(filePath, (err, stats) => {if (err) {// 文件不存在，返回404res.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'});res.end('<h1>404 - 文件未找到</h1>');return;}// 如果是目錄，嘗試加載index.htmlif (stats.isDirectory()) {filePath = path.join(filePath, 'index.html');}// 獲取文件擴展名const extname = path.extname(filePath);// 獲取MIME類型const contentType = MIME_TYPES[extname] || 'application/octet-stream';// 讀取并發送文件fs.readFile(filePath, (err, content) => {if (err) {if (err.code === 'ENOENT') {// 文件不存在res.writeHead(404, {'Content-Type': 'text/html'});res.end('<h1>404 - 文件未找到</h1>');} else {// 服務器錯誤res.writeHead(500, {'Content-Type': 'text/html'});res.end('<h1>500 - 服務器錯誤</h1>');}} else {// 發送文件res.writeHead(200, {'Content-Type': contentType});res.end(content);}});});
});// 啟動服務器
const PORT = 3000;
server.listen(PORT, () => {console.log(`靜態文件服務器運行在 http://localhost:${PORT}/`);console.log(`提供目錄: ${PUBLIC_DIR}`);
});

結語
感謝您的閱讀！期待您的一鍵三連！歡迎指正！

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一套出色的CRM&#xff08;客戶關系管理&#xff09;系統&#xff0c;無疑是企業管理者掌控客戶動態、提升銷售業績的得力助手。今天&#xff0c;就為大家介紹一款精心打造的Axure高保真CRM客戶關系管理系統原型模板&#xff0c;助你輕松開啟高效客戶管理之旅。 這款CRM原型模…
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【羊圈——狀壓 + DP / 記憶化搜索DP】

【羊圈——狀壓 + DP / 記憶化搜索DP】

題目 一般DP代碼&#xff08;注意&#xff0c;這里只能向外推(起始狀態是f(1,0)&#xff0c;不能向內推&#xff08;不然會導致之前的羊圈被割裂&#xff09;&#xff09; #include <bits/stdc.h> using namespace std;const int MAX_N 210; const int MAX_M 16;int n…
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講解Mysql InnoDB的MVCC

講解Mysql InnoDB的MVCC

1. 定義 MVCC是多版本并發控制&#xff08;Multi - Version Concurrency Control&#xff09;的縮寫。它是InnoDB存儲引擎實現高并發控制的一種機制。在數據庫系統中&#xff0c;多個事務可能會同時對數據進行讀寫操作&#xff0c;而MVCC通過為數據行保存多個版本來解決并發事務…
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ZeroMQ Sockets介紹及應用示例

ZeroMQ Sockets介紹及應用示例

1. 概念解釋 ZeroMQ Sockets提供了一種類標準套接字&#xff08;socket-like&#xff09;的 API&#xff0c;是消息導向的通信機制&#xff0c;基于 TCP/UDP 等傳輸層協議&#xff0c;但封裝了底層細節&#xff08;如連接管理、消息路由、緩沖區等&#xff09;&#xff0c;提供…
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語音合成之十五 語音合成（TTS）分句生成拼接時的響度一致性問題：現狀、成因與對策

語音合成之十五 語音合成（TTS）分句生成拼接時的響度一致性問題：現狀、成因與對策

語音合成&#xff08;TTS&#xff09;分句生成拼接時的響度一致性問題&#xff1a;現狀、成因與對策 引言&#xff1a;分段式文本轉語音中的響度一致性挑戰業界對響度差異問題的認知拼接語音片段中響度變化的根本原因分段拼接的固有挑戰各片段預測韻律特征的差異文本特征和模型…
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Android中Binder驅動作用?

Android中Binder驅動作用?

Binder驅動的作用與核心功能 Binder驅動是Android系統中實現進程間通信&#xff08;IPC&#xff09;的核心底層組件&#xff0c;它工作于Linux內核層&#xff0c;負責管理跨進程通信的建立、數據傳輸、資源同步等關鍵任務。以下是其核心作用及實現細節&#xff1a; 1. ??進程…
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