Node.js基础

基础概念

Node.js是一个基于Chrome V8引擎的JavaScript运行环境，使用事件驱动、非阻塞I/O模型，轻量且高效。它使JavaScript可以运行在服务器端，执行文件I/O、网络I/O等操作。

核心特性

• 事件驱动: 基于事件循环的非阻塞I/O
• 单线程: 主线程处理用户请求
• 异步编程: 支持回调、Promise、async/await
• 跨平台: 支持Windows、macOS、Linux

核心模块

Node.js提供了丰富的核心模块，帮助开发者快速构建应用：

fs（文件系统）

const fs = require('fs');

// 同步读取文件
const data = fs.readFileSync('file.txt', 'utf8');

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

http（HTTP服务器和客户端）

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/');
});

path（路径处理）

const path = require('path');

// 路径拼接
const fullPath = path.join(__dirname, 'files', 'data.txt');

// 获取文件扩展名
const ext = path.extname('file.txt'); // '.txt'

// 解析路径
const parsed = path.parse('/home/user/file.txt');

events（事件处理）

const EventEmitter = require('events');

class MyEmitter extends EventEmitter {}

const myEmitter = new MyEmitter();

myEmitter.on('event', (arg) => {
  console.log('Event occurred:', arg);
});

myEmitter.emit('event', 'Hello World');

NPM生态

NPM（Node Package Manager）是Node.js的包管理工具，拥有全球最大的开源库生态系统。

常用命令

# 初始化项目
npm init

# 安装依赖
npm install package-name
npm install --save-dev package-name

# 运行脚本
npm run script-name

# 发布包
npm publish

package.json

{
  "name": "my-project",
  "version": "1.0.0",
  "description": "A sample Node.js project",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "start": "node index.js",
    "dev": "nodemon index.js",
    "test": "jest"
  },
  "dependencies": {
    "express": "^4.17.1"
  },
  "devDependencies": {
    "nodemon": "^2.0.7"
  }
}

异步编程

回调函数

fs.readFile('input.txt', (err, data) => {
  if (err) {
    console.error('Error:', err);
    return;
  }
  console.log('Data:', data);
});

Promise

const fs = require('fs').promises;

fs.readFile('input.txt')
  .then(data => {
    console.log('Data:', data);
  })
  .catch(err => {
    console.error('Error:', err);
  });

async/await

async function readFile() {
  try {
    const data = await fs.readFile('input.txt');
    console.log('Data:', data);
  } catch (err) {
    console.error('Error:', err);
  }
}

模块系统

CommonJS

// math.js
module.exports = {
  add: (a, b) => a + b,
  subtract: (a, b) => a - b
};

// main.js
const math = require('./math');
console.log(math.add(5, 3)); // 8

ES Modules

// math.js
export const add = (a, b) => a + b;
export const subtract = (a, b) => a - b;

// main.js
import { add, subtract } from './math.js';
console.log(add(5, 3)); // 8

性能优化

内存管理

• 及时释放不需要的引用
• 使用流处理大文件
• 避免内存泄漏

异步操作

• 使用Promise.all并行处理
• 合理使用async/await
• 避免回调地狱

缓存策略

• 使用Redis等缓存系统
• 合理设置缓存时间
• 实现缓存失效机制

最佳实践

错误处理

process.on('uncaughtException', (err) => {
  console.error('Uncaught Exception:', err);
  process.exit(1);
});

process.on('unhandledRejection', (reason, promise) => {
  console.error('Unhandled Rejection at:', promise, 'reason:', reason);
});

日志记录

const winston = require('winston');

const logger = winston.createLogger({
  level: 'info',
  format: winston.format.json(),
  transports: [
    new winston.transports.File({ filename: 'error.log', level: 'error' }),
    new winston.transports.File({ filename: 'combined.log' })
  ]
});

环境配置

require('dotenv').config();

const config = {
  port: process.env.PORT || 3000,
  database: process.env.DATABASE_URL,
  apiKey: process.env.API_KEY
};