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概述

在本章中，您将创建第一个 Node.js 应用程序，并通过实际示例理解基本概念。我们将构建一个简单的 Web 服务器并探索 Node.js 的基本功能。

您的第一个 Node.js 应用程序

Hello World 控制台应用程序

创建一个名为 hello.js 的文件：

javascript

// hello.js
console.log('Hello, Node.js!');
console.log('Current directory:', __dirname);
console.log('Current file:', __filename);
console.log('Node.js version:', process.version);

运行应用程序：

bash

node hello.js

理解全局对象

Node.js 提供了几个全局对象：

javascript

// globals.js
console.log('=== Global Objects ===');
console.log('__dirname:', __dirname);
console.log('__filename:', __filename);
console.log('process.argv:', process.argv);
console.log('process.env.NODE_ENV:', process.env.NODE_ENV);

// Process information
console.log('\n=== Process Info ===');
console.log('Process ID:', process.pid);
console.log('Platform:', process.platform);
console.log('Architecture:', process.arch);
console.log('Memory usage:', process.memoryUsage());

创建简单的 Web 服务器

基本 HTTP 服务器

javascript

// server.js
const http = require('http');

// 创建服务器
const server = http.createServer((req, res) => {
  // 设置响应头
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html' });
  
  // 发送响应
  res.end('<h1>Hello from Node.js Server!</h1>');
});

// 启动服务器
const PORT = 3000;
server.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server running at http://localhost:${PORT}`);
});

运行服务器：

bash

node server.js

在浏览器中访问 http://localhost:3000。

带路由的增强服务器

javascript

// enhanced-server.js
const http = require('http');
const url = require('url');

const server = http.createServer((req, res) => {
  const parsedUrl = url.parse(req.url, true);
  const path = parsedUrl.pathname;
  const method = req.method;

  // Set common headers
  res.setHeader('Content-Type', 'text/html');

  // Simple routing
  if (path === '/' && method === 'GET') {
    res.statusCode = 200;
    res.end(`
      <h1>Welcome to Node.js!</h1>
      <p>Try these routes:</p>
      <ul>
        <li><a href="/about">About</a></li>
        <li><a href="/api/users">API Users</a></li>
        <li><a href="/contact">Contact</a></li>
      </ul>
    `);
  } else if (path === '/about' && method === 'GET') {
    res.statusCode = 200;
    res.end('<h1>About Page</h1><p>This is a Node.js application!</p>');
  } else if (path === '/api/users' && method === 'GET') {
    res.setHeader('Content-Type', 'application/json');
    res.statusCode = 200;
    res.end(JSON.stringify({
      users: [
        { id: 1, name: 'John Doe', email: 'john@example.com' },
        { id: 2, name: 'Jane Smith', email: 'jane@example.com' }
      ]
    }));
  } else if (path === '/contact' && method === 'GET') {
    res.statusCode = 200;
    res.end('<h1>Contact</h1><p>Email: contact@example.com</p>');
  } else {
    res.statusCode = 404;
    res.end('<h1>404 - Page Not Found</h1>');
  }
});

const PORT = 3000;
server.listen(PORT, () => {
  console.log(`Enhanced server running at http://localhost:${PORT}`);
});

使用模块

创建自定义模块

创建 math-utils.js：

javascript

// math-utils.js
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('Division by zero is not allowed');
  }
  return a / b;
}

// 导出函数
module.exports = {
  add,
  subtract,
  multiply,
  divide
};

使用自定义模块：

javascript

// app.js
const mathUtils = require('./math-utils');

console.log('Addition:', mathUtils.add(5, 3));
console.log('Subtraction:', mathUtils.subtract(10, 4));
console.log('Multiplication:', mathUtils.multiply(6, 7));
console.log('Division:', mathUtils.divide(15, 3));

try {
  console.log('Division by zero:', mathUtils.divide(10, 0));
} catch (error) {
  console.error('Error:', error.message);
}

使用内置模块

javascript

// built-in-modules.js
const fs = require('fs');
const path = require('path');
const os = require('os');

// File system operations
console.log('=== File System ===');
console.log('Current directory contents:');
fs.readdirSync('.').forEach(file => {
  console.log('-', file);
});

// Path operations
console.log('\n=== Path Operations ===');
console.log('Join paths:', path.join(__dirname, 'files', 'data.txt'));
console.log('File extension:', path.extname('app.js'));
console.log('Base name:', path.basename('/users/john/documents/file.txt'));

// Operating system info
console.log('\n=== OS Information ===');
console.log('Platform:', os.platform());
console.log('CPU architecture:', os.arch());
console.log('Total memory:', Math.round(os.totalmem() / 1024 / 1024), 'MB');
console.log('Free memory:', Math.round(os.freemem() / 1024 / 1024), 'MB');
console.log('Uptime:', Math.round(os.uptime() / 3600), 'hours');

异步编程基础

回调

javascript

// callbacks.js
const fs = require('fs');

// 同步（阻塞）
console.log('=== Synchronous File Reading ===');
try {
  const data = fs.readFileSync('package.json', 'utf8');
  console.log('File read successfully (sync)');
} catch (error) {
  console.error('Error reading file (sync):', error.message);
}

// 异步（非阻塞）
console.log('\n=== Asynchronous File Reading ===');
fs.readFile('package.json', 'utf8', (error, data) => {
  if (error) {
    console.error('Error reading file (async):', error.message);
    return;
  }
  console.log('File read successfully (async)');
  console.log('File size:', data.length, 'characters');
});

console.log('This line executes immediately (async)');

Promise

javascript

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

// 使用 Promise
console.log('=== Promise-based File Reading ===');

fs.readFile('package.json', 'utf8')
  .then(data => {
    console.log('File read successfully (promise)');
    return JSON.parse(data);
  })
  .then(packageInfo => {
    console.log('Package name:', packageInfo.name);
    console.log('Package version:', packageInfo.version);
  })
  .catch(error => {
    console.error('Error:', error.message);
  });

console.log('This line executes immediately (promise)');

Async/Await

javascript

// async-await.js
const fs = require('fs').promises;

async function readPackageInfo() {
  try {
    console.log('=== Async/Await File Reading ===');
    
    const data = await fs.readFile('package.json', 'utf8');
    console.log('File read successfully (async/await)');
    
    const packageInfo = JSON.parse(data);
    console.log('Package name:', packageInfo.name);
    console.log('Package version:', packageInfo.version);
    
    return packageInfo;
  } catch (error) {
    console.error('Error:', error.message);
    throw error;
  }
}

// Call async function
readPackageInfo()
  .then(info => {
    console.log('Processing complete');
  })
  .catch(error => {
    console.error('Failed to read package info');
  });

console.log('This line executes immediately (async/await)');

构建完整示例

让我们创建一个基于文件的简单笔记应用程序：

javascript

// notes-app.js
const fs = require('fs').promises;
const path = require('path');

class NotesApp {
  constructor() {
    this.notesFile = path.join(__dirname, 'notes.json');
  }

  async loadNotes() {
    try {
      const data = await fs.readFile(this.notesFile, 'utf8');
      return JSON.parse(data);
    } catch (error) {
      // File doesn't exist, return empty array
      return [];
    }
  }

  async saveNotes(notes) {
    await fs.writeFile(this.notesFile, JSON.stringify(notes, null, 2));
  }

  async addNote(title, content) {
    const notes = await this.loadNotes();
    const newNote = {
      id: Date.now(),
      title,
      content,
      createdAt: new Date().toISOString()
    };
    notes.push(newNote);
    await this.saveNotes(notes);
    return newNote;
  }

  async listNotes() {
    const notes = await this.loadNotes();
    return notes;
  }

  async deleteNote(id) {
    const notes = await this.loadNotes();
    const filteredNotes = notes.filter(note => note.id !== id);
    await this.saveNotes(filteredNotes);
    return filteredNotes.length < notes.length;
  }
}

// Usage example
async function main() {
  const app = new NotesApp();

  try {
    // Add some notes
    await app.addNote('First Note', 'This is my first note in Node.js!');
    await app.addNote('Learning Node.js', 'Node.js is awesome for server-side development.');

    // List all notes
    const notes = await app.listNotes();
    console.log('All Notes:');
    notes.forEach(note => {
      console.log(`- ${note.title} (ID: ${note.id})`);
      console.log(`  ${note.content}`);
      console.log(`  Created: ${note.createdAt}\n`);
    });

    console.log(`Total notes: ${notes.length}`);
  } catch (error) {
    console.error('Error:', error.message);
  }
}

// Run the application
main();

命令行参数

javascript

// cli-app.js
const args = process.argv.slice(2);

if (args.length === 0) {
  console.log('Usage: node cli-app.js <command> [arguments]');
  console.log('Commands:');
  console.log('  greet <name>     - Greet someone');
  console.log('  calc <a> <b>     - Add two numbers');
  console.log('  info             - Show system info');
  process.exit(1);
}

const command = args[0];

switch (command) {
  case 'greet':
    const name = args[1] || 'World';
    console.log(`Hello, ${name}!`);
    break;

  case 'calc':
    const a = parseFloat(args[1]);
    const b = parseFloat(args[2]);
    if (isNaN(a) || isNaN(b)) {
      console.error('Please provide two valid numbers');
      process.exit(1);
    }
    console.log(`${a} + ${b} = ${a + b}`);
    break;

  case 'info':
    console.log('System Information:');
    console.log('- Node.js version:', process.version);
    console.log('- Platform:', process.platform);
    console.log('- Architecture:', process.arch);
    console.log('- Current directory:', process.cwd());
    break;

  default:
    console.error(`Unknown command: ${command}`);
    process.exit(1);
}

测试 CLI 应用程序：

bash

node cli-app.js greet John
node cli-app.js calc 15 25
node cli-app.js info

演示的最佳实践

错误处理：始终处理异步操作中的错误
模块组织：将功能分离到模块中
Async/Await：使用现代异步模式编写更清晰的代码
文件操作：使用基于 Promise 的文件操作
命令行界面：正确处理命令行参数

要避免的常见陷阱

阻塞操作：在生产环境中不要使用同步操作
未处理的错误：始终处理 Promise 拒绝
全局变量：避免污染全局命名空间
硬编码值：使用环境变量进行配置

下一步

在下一章中，我们将深入探讨 Node.js 基础知识，探索使 Node.js 强大的核心概念。

实践练习

创建一个简单的计算器 CLI 应用程序
构建一个按扩展名排序文件的文件组织器
创建一个提供静态文件的基本 HTTP 服务器
使用文件操作实现一个简单的日志系统

关键要点

Node.js 应用程序从一个简单的 JavaScript 文件开始
内置模块提供强大的功能
异步编程在 Node.js 中至关重要
模块有助于将代码组织成可重用的组件
错误处理对于健壮的应用程序至关重要
命令行参数支持交互式应用程序

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概述 ​

您的第一个 Node.js 应用程序 ​

Hello World 控制台应用程序 ​

理解全局对象 ​

创建简单的 Web 服务器 ​

基本 HTTP 服务器 ​

带路由的增强服务器 ​

使用模块 ​

创建自定义模块 ​

使用内置模块 ​

异步编程基础 ​

回调 ​

Promise ​

Async/Await ​

构建完整示例 ​

命令行参数 ​

演示的最佳实践 ​

要避免的常见陷阱 ​

下一步 ​

实践练习 ​

关键要点 ​

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概述

您的第一个 Node.js 应用程序

Hello World 控制台应用程序

理解全局对象

创建简单的 Web 服务器

基本 HTTP 服务器

带路由的增强服务器

使用模块

创建自定义模块

使用内置模块

异步编程基础

回调

Promise

Async/Await

构建完整示例

命令行参数

演示的最佳实践

要避免的常见陷阱

下一步

实践练习

关键要点