Node.js 简介与环境搭建
章节介绍
欢迎来到 Node.js 的世界！Node.js 是一个开源的跨平台 JavaScript 运行环境，它让开发者能够在浏览器之外运行 JavaScript 代码。本教程将从零开始，帮助您了解 Node.js 的基本概念，并搭建完整的开发环境。无论您是编程新手还是有一定经验的开发者，本教程都将引导您一步步掌握 Node.js 开发技能。
核心知识点
什么是 Node.js
Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境。与传统的 JavaScript 只能在浏览器中运行不同，Node.js 让 JavaScript 可以在服务器端运行，这意味着您可以使用同一种语言编写前端和后端代码。
Node.js 的核心特点：
- 跨平台：可以在 Windows、macOS、Linux 等多个操作系统上运行
- 高性能：基于 V8 引擎，执行速度快
- 事件驱动：采用非阻塞 I/O 模型，适合处理高并发
- 单线程：使用单线程模型，避免了线程管理的复杂性
Node.js 的工作原理
Node.js 采用事件驱动、非阻塞 I/O 的模型，这使得它非常适合处理大量的并发请求。当 Node.js 执行 I/O 操作（如读取文件、访问数据库）时，它不会阻塞线程，而是在操作完成后通过回调函数通知程序。
传统阻塞模型：
┌─────────────┐
│ 线程 1 │ → 等待 I/O 完成 → 继续执行
└─────────────┘
┌─────────────┐
│ 线程 2 │ → 等待 I/O 完成 → 继续执行
└─────────────┘
┌─────────────┐
│ 线程 3 │ → 等待 I/O 完成 → 继续执行
└─────────────┘
Node.js 非阻塞模型：
┌─────────────┐
│ 单线程主循环 │ → 发起 I/O 请求 → 继续处理其他任务
│ │ ↓
│ │ I/O 完成回调 → 处理结果
└─────────────┘Node.js 的应用场景
Node.js 特别适合以下场景：
- Web 服务器：构建高性能的 Web 应用和 API
- 实时应用：聊天应用、实时协作工具
- 命令行工具：开发 CLI 工具和自动化脚本
- 微服务：构建轻量级的微服务架构
- 数据流应用：处理大量数据流的应用
Node.js 的安装
Node.js 的安装非常简单，支持多种操作系统：
Windows 系统：
- 访问 Node.js 官方网站：https://nodejs.org/
- 下载 LTS（长期支持）版本的安装包
- 双击安装包，按照提示完成安装
- 打开命令提示符，输入
node -v检查安装是否成功
macOS 系统：
- 使用 Homebrew 安装：
brew install node - 或从官网下载 .pkg 安装包
- 打开终端，输入
node -v检查安装
Linux 系统：
- 使用包管理器安装：
sudo apt-get install nodejs npm # Ubuntu/Debian sudo yum install nodejs npm # CentOS/RHEL - 或使用 NodeSource 仓库安装最新版本
开发工具配置
推荐的开发工具：
- 代码编辑器：Visual Studio Code（推荐）
- 版本管理：nvm（Node Version Manager）
- 包管理器：npm（随 Node.js 自动安装）
安装 nvm（推荐）：
# Windows
# 下载 nvm-windows 安装包
# macOS/Linux
curl -o- https://raw.githubusercontent.com/nvm-sh/nvm/v0.39.0/install.sh | bash使用 nvm 管理 Node.js 版本：
nvm install 18.17.0 # 安装指定版本
nvm use 18.17.0 # 切换版本
nvm list # 列出已安装版本
nvm alias default 18.17.0 # 设置默认版本验证安装
安装完成后，在命令行中运行以下命令验证：
node --version # 查看 Node.js 版本
npm --version # 查看 npm 版本如果看到版本号，说明安装成功！
实用案例分析
案例：创建第一个 Node.js 程序
让我们创建一个简单的 Hello World 程序，体验 Node.js 的基本用法。
步骤 1：创建项目目录
mkdir hello-nodejs
cd hello-nodejs步骤 2：创建程序文件
创建一个名为 app.js 的文件：
console.log('Hello, Node.js!');
console.log('欢迎来到 Node.js 的世界！');
console.log('这是您的第一个 Node.js 程序。');步骤 3：运行程序
node app.js您将看到以下输出：
Hello, Node.js!
欢迎来到 Node.js 的世界！
这是您的第一个 Node.js 程序。案例：创建一个简单的 HTTP 服务器
让我们创建一个简单的 Web 服务器，这是 Node.js 最常见的应用场景。
步骤 1：创建服务器文件
创建 server.js 文件：
const http = require('http');
const hostname = '127.0.0.1';
const port = 3000;
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200;
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8');
res.end('Hello, World! 欢迎访问 Node.js 服务器！');
});
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`服务器运行在 http://${hostname}:${port}/`);
});步骤 2：启动服务器
node server.js您将看到：
服务器运行在 http://127.0.0.1:3000/步骤 3：访问服务器
打开浏览器，访问 http://127.0.0.1:3000/，您将看到：
Hello, World! 欢迎访问 Node.js 服务器！代码解析
让我们逐行分析这个服务器代码：
const http = require('http');这行代码引入了 Node.js 的内置 HTTP 模块。require 是 Node.js 中加载模块的方法。
const hostname = '127.0.0.1';
const port = 3000;定义服务器的主机名和端口号。127.0.0.1 是本地回环地址，3000 是常用的开发端口。
const server = http.createServer((req, res) => {使用 http.createServer() 方法创建一个 HTTP 服务器。这个方法接受一个回调函数，每当有新的请求到达时，这个回调函数就会被调用。
回调函数接收两个参数：
req（request）：请求对象，包含请求的所有信息res（response）：响应对象，用于向客户端发送响应
res.statusCode = 200;设置 HTTP 响应状态码为 200，表示请求成功。
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8');设置响应头的 Content-Type，指定返回的内容类型为纯文本，并设置字符编码为 UTF-8。
res.end('Hello, World! 欢迎访问 Node.js 服务器！');发送响应内容并结束响应。res.end() 方法会向客户端发送数据并关闭连接。
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`服务器运行在 http://${hostname}:${port}/`);
});让服务器监听指定的端口和主机名。当服务器成功启动后，回调函数会被执行，打印服务器地址。
案例：使用 package.json 管理项目
package.json 是 Node.js 项目的配置文件，用于管理项目信息和依赖。
步骤 1：初始化项目
npm init -y这会创建一个默认的 package.json 文件：
{
"name": "hello-nodejs",
"version": "1.0.0",
"description": "我的第一个 Node.js 项目",
"main": "app.js",
"scripts": {
"test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
},
"keywords": [],
"author": "",
"license": "ISC"
}步骤 2：添加启动脚本
修改 package.json，添加启动脚本：
{
"name": "hello-nodejs",
"version": "1.0.0",
"description": "我的第一个 Node.js 项目",
"main": "server.js",
"scripts": {
"start": "node server.js",
"dev": "node server.js"
},
"keywords": ["nodejs", "tutorial"],
"author": "您的名字",
"license": "ISC"
}步骤 3：使用脚本启动服务器
npm start现在您可以使用 npm start 命令启动服务器，而不需要记住具体的命令。
代码示例
示例 1：基础命令行交互
const readline = require('readline');
const rl = readline.createInterface({
input: process.stdin,
output: process.stdout
});
rl.question('请输入您的名字：', (answer) => {
console.log(`您好，${answer}！欢迎学习 Node.js！`);
rl.close();
});示例 2：获取系统信息
const os = require('os');
console.log('操作系统类型：', os.type());
console.log('操作系统平台：', os.platform());
console.log('CPU 架构：', os.arch());
console.log('CPU 核心数：', os.cpus().length);
console.log('总内存：', (os.totalmem() / 1024 / 1024 / 1024).toFixed(2), 'GB');
console.log('空闲内存：', (os.freemem() / 1024 / 1024 / 1024).toFixed(2), 'GB');
console.log('主机名：', os.hostname());
console.log('用户主目录：', os.homedir());示例 3：简单的计算器
const readline = require('readline');
const rl = readline.createInterface({
input: process.stdin,
output: process.stdout
});
rl.question('请输入第一个数字：', (num1) => {
rl.question('请输入第二个数字：', (num2) => {
const n1 = parseFloat(num1);
const n2 = parseFloat(num2);
console.log('\n计算结果：');
console.log(`${n1} + ${n2} = ${n1 + n2}`);
console.log(`${n1} - ${n2} = ${n1 - n2}`);
console.log(`${n1} × ${n2} = ${n1 * n2}`);
console.log(`${n1} ÷ ${n2} = ${(n1 / n2).toFixed(2)}`);
rl.close();
});
});实现技巧与注意事项
开发环境配置建议
使用 VS Code：推荐使用 Visual Studio Code 作为代码编辑器，它对 JavaScript 和 Node.js 有很好的支持
安装有用的扩展：
- ESLint：代码质量检查
- Prettier：代码格式化
- Node.js Exec：直接在编辑器中运行 Node.js 代码
- Auto Rename Tag：自动重命名标签
配置代码格式化：
在项目根目录创建.prettierrc文件：{ "semi": true, "singleQuote": true, "tabWidth": 2, "trailingComma": "es5" }
常用命令速查
# Node.js 命令
node script.js # 运行 JavaScript 文件
node --version # 查看 Node.js 版本
node --help # 查看帮助信息
# npm 命令
npm init # 初始化项目
npm install # 安装依赖
npm install <package> # 安装指定包
npm update # 更新依赖
npm run <script> # 运行脚本
npm list # 列出已安装的包调试技巧
使用 console.log：最简单的调试方法
console.log('调试信息：', variable);使用 debugger 语句：在代码中设置断点
debugger; // 程序会在这里暂停使用 Node.js 调试器：
node inspect script.js
版本管理建议
- 使用 LTS 版本：生产环境推荐使用 LTS（长期支持）版本
- 定期更新：关注 Node.js 的安全更新和重要更新
- 使用 nvm：方便在不同项目间切换 Node.js 版本
常见问题与解决方案
问题 1：安装后 node 命令无法识别
原因：环境变量配置不正确
解决方案：
- 重新启动命令行工具
- 检查环境变量 PATH 是否包含 Node.js 安装路径
- Windows 用户可能需要重启电脑
问题 2：npm 安装速度慢
原因：默认的 npm 源在国外
解决方案：
使用淘宝 npm 镜像：
npm config set registry https://registry.npmmirror.com问题 3：端口被占用
错误信息：Error: listen EADDRINUSE: address already in use
解决方案：
- 更换端口号
- 找到占用端口的进程并关闭：
# Windows netstat -ano | findstr :3000 taskkill /PID <进程ID> /F # macOS/Linux lsof -i :3000 kill -9 <进程ID>
问题 4：模块找不到
错误信息：Error: Cannot find module 'xxx'
解决方案：
- 确认模块名称拼写正确
- 检查是否在正确的目录中
- 运行
npm install安装依赖
总结
本教程介绍了 Node.js 的基本概念、安装方法和开发环境配置。通过创建简单的程序和 HTTP 服务器，您已经体验了 Node.js 的基本用法。
通过本集的学习，您应该能够：
- 理解 Node.js 是什么以及它的核心特点
- 成功安装和配置 Node.js 开发环境
- 创建并运行简单的 Node.js 程序
- 搭建一个基本的 HTTP 服务器
- 使用 package.json 管理项目
在下一集中，我们将回顾 JavaScript 的基础知识，为后续的 Node.js 学习打下坚实的基础。准备好继续您的 Node.js 学习之旅了吗？让我们继续前进！