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目录

Node.js 入门概览 

什么是Node.js？

为什么选择Node.js？

基础安装与环境配置

安装Node.js

第一个Node.js应用

创建一个简单的HTTP服务器

核心模块与API

文件系统（fs）模块

路径（path）模块

异步编程

回调函数

Promises

Async/Await

Node.js 框架与中间件

Express

中间件

数据库集成

MongoDB 与 Mongoose

错误处理

基本的错误处理

错误处理进阶

使用try/catch与async/await

错误传播

自定义错误类型

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Node.js 入门概览 

什么是Node.js？

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境，它允许开发者在服务器端运行 JavaScript 代码。Node.js 的出现极大地改变了 Web 开发的格局，使得前后端可以使用同一种语言进行开发，极大地提高了开发效率和团队协作的便捷性。

为什么选择Node.js？

事件驱动和非阻塞I/O：Node.js 使用了事件驱动和非阻塞I/O模型，使得它非常适合处理高并发请求，能够轻松处理成千上万的并发连接。单线程：虽然 JavaScript 本身是单线程的，但 Node.js 利用了 V8 引擎的多线程能力进行底层操作，通过事件循环和回调函数处理异步操作，减少了线程切换的开销。丰富的生态系统：npm（Node Package Manager）是世界上最大的开源库生态系统之一，拥有超过百万个包，覆盖了从开发工具到框架、库等各个方面。跨平台：Node.js 支持多种操作系统，包括 Windows、Linux 和 macOS，使得开发的应用可以轻松部署到不同环境中。

基础安装与环境配置

安装Node.js

Node.js 可以从其官方网站下载安装包或通过包管理器进行安装。以 Ubuntu 系统为例，可以使用以下命令安装：

<code>curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_14.x | sudo -E bash -

sudo apt-get install -y nodejs

安装完成后，可以通过运行 node -v 和 npm -v 来检查 Node.js 和 npm 是否安装成功及其版本。

第一个Node.js应用

创建一个简单的HTTP服务器

创建一个名为 app.js 的文件，并写入以下代码：

const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {

res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});

res.end('<h1>Hello, World!</h1>');

});

server.listen(3000, () => {

console.log('Server is running on http://localhost:3000');

});

这段代码创建了一个 HTTP 服务器，监听 3000 端口，并对每一个请求返回一个简单的 HTML 页面。在终端中运行 node app.js，然后在浏览器中访问 http://localhost:3000，你应该能看到 "Hello, World!" 的页面。

核心模块与API

Node.js 提供了一系列核心模块，这些模块提供了基本的系统操作功能，如文件操作、网络编程、加密等。

文件系统（fs）模块

fs 模块用于在 Node.js 中执行文件系统的操作，如读写文件、创建目录等。

const fs = require('fs');

fs.readFile('example.txt', 'utf8', (err, data) => {

if (err) {

console.error(err);

return;

}

console.log(data);

});

// 异步写文件

fs.writeFile('output.txt', 'Hello, Node.js!', (err) => {

if (err) throw err;

console.log('The file has been saved!');

});

路径（path）模块

path 模块提供了一些用于处理文件路径的实用工具。

const path = require('path');

let myPath = path.join(__dirname, 'subdir', 'myfile.txt');

console.log(myPath);

// 判断文件扩展名

let ext = path.extname(myPath);

console.log(ext);

异步编程

Node.js 本质上是异步的，掌握异步编程模式对于编写高效、可维护的 Node.js 应用至关重要。

回调函数

回调函数是 Node.js 中处理异步操作的传统方式。

// 示例：setTimeout 的回调函数

setTimeout(() => {

console.log('This message will be displayed after 2 seconds');

}, 2000);

Promises

Promises 提供了一种更强大、更灵活的方式来处理异步操作。

new Promise((resolve, reject) => {

// 模拟异步操作

setTimeout(() => {

const success = true; // 假设操作成功

if (success) {

resolve('Operation succeeded!');

} else {

reject('Operation failed!');

}

}, 1000);

})

.then(result => {

console.log(result); // 'Operation succeeded!'

return new Promise((resolve, reject) => {

// 链式操作

setTimeout(() => {

resolve('Second operation succeeded!');

}, 500);

});

})

.then(result => {

console.log(result); // 'Second operation succeeded!'

})

.catch(error => {

console.error(error); // 捕获任何之前的 Promise 中的错误

});

Async/Await

`async/await` 是建立在 Promise 之上的语法糖，它使得异步代码看起来和同步代码一样。 

async function fetchData() {

try {

const result = await new Promise((resolve, reject) => {

setTimeout(() => {

resolve('Data fetched successfully!');

}, 1000);

});

console.log(result); // 'Data fetched successfully!'

// 另一个异步操作

const secondResult = await new Promise((resolve, reject) => {

setTimeout(() => {

resolve('Second data fetched successfully!');

}, 500);

});

console.log(secondResult); // 'Second data fetched successfully!'

} catch (error) {

console.error(error);

}

}

fetchData();

Node.js 框架与中间件

随着 Node.js 的流行，出现了许多框架和中间件，它们简化了 Web 应用的开发过程。

Express

Express 是最流行的 Node.js Web 应用框架之一，它提供了一套丰富的特性来帮助你创建各种 Web 应用和 API。

const express = require('express');

const app = express();

const port = 3000;

app.get('/', (req, res) => {

res.send('Hello World!');

});

app.listen(port, () => {

console.log(`Example app listening at http://localhost:${port}`);

});

中间件

中间件是 Express 强大的功能之一，它允许你在请求-响应循环的特定阶段执行代码。

const express = require('express');

const app = express();

// 日志中间件

app.use((req, res, next) => {

console.log(`${new Date()}: ${req.method} ${req.url}`);

next(); // 不要忘记调用 next()

});

app.get('/', (req, res) => {

res.send('Hello World!');

});

app.listen(3000, () => {

console.log('Server is running on port 3000');

});

数据库集成

Node.js 应用经常需要与数据库交互，幸运的是，有许多数据库和 Node.js 的集成方案可供选择。

MongoDB 与 Mongoose

MongoDB 是一个流行的 NoSQL 数据库，Mongoose 是一个 MongoDB 的对象数据模型（ODM）库，它为 MongoDB 数据提供了丰富的模型功能。

const mongoose = require('mongoose');

mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/mydatabase', {

useNewUrlParser: true,

useUnifiedTopology: true

});

const Schema = mongoose.Schema;

const userSchema = new Schema({

name: String,

age: Number

});

const User = mongoose.model('User', userSchema);

// 创建一个新用户

const newUser = new User({

name: 'John Doe',

age: 30

});

newUser.save().then(() => {

console.log('User saved successfully!');

}).catch(err => {

console.error(err);

});

错误处理

在 Node.js 应用中，错误处理是非常重要的。合理的错误处理可以确保应用的稳定性和可靠性。

基本的错误处理

function readFile(filePath) {

fs.readFile(filePath, 'utf8', (err, data) => {

if (err) {

console.error('Error reading file:', err);

return;

}

console.log(data);

});

}

错误处理进阶

在Node.js中，错误处理不仅限于简单的回调函数中的错误参数检查。随着应用复杂性的增加，我们需要更加系统和全面的错误处理策略。

使用try/catch与async/await

当使用async/await语法时，可以通过标准的try/catch结构来捕获异步操作中的错误。

async function readFileAsync(filePath) {

try {

const data = await fs.promises.readFile(filePath, 'utf8');

console.log(data);

} catch (error) {

console.error('Error reading file:', error);

}

}

readFileAsync('nonexistentfile.txt');

这里使用了fs.promises接口，它是Node.js内置的fs模块的一个承诺化版本，允许我们使用await关键字。

错误传播

在Node.js中，错误传播是一个重要的概念。当一个函数遇到错误时，它应该将这个错误传递给它的调用者。这通常是通过回调函数的错误参数或在Promise链中通过reject来完成的。

function fetchUser(userId, callback) {

// 模拟异步数据库查询

setTimeout(() => {

if (Math.random() > 0.5) {

callback(new Error('User not found'));

} else {

callback(null, { id: userId, name: 'John Doe' });

}

}, 1000);

}

fetchUser(1, (err, user) => {

if (err) {

// 错误处理

console.error('Failed to fetch user:', err);

return;

}

console.log(user);

});

// 使用Promise的版本

function fetchUserPromise(userId) {

return new Promise((resolve, reject) => {

setTimeout(() => {

if (Math.random() > 0.5) {

reject(new Error('User not found'));

} else {

resolve({ id: userId, name: 'John Doe' });

}

}, 1000);

});

}

fetchUserPromise(1)

.then(user => console.log(user))

.catch(err => console.error('Failed to fetch user:', err));

自定义错误类型

在复杂的应用中，创建自定义错误类型可以使得错误处理更加清晰和灵活

class UserNotFoundError extends Error {

constructor(userId) {

super(`User with ID ${userId} not found`);

this.name = 'UserNotFoundError';

}

}

function fetchUserWithCustomError(userId) {

return new Promise((resolve, reject) => {

setTimeout(() => {

if (Math.random() > 0.5) {

reject(new UserNotFoundError(userId));

} else {

resolve({ id: userId, name: 'John Doe' });

}

}, 1000);

});

}

fetchUserWithCustomError(1)

.then(user => console.log(user))

.catch(err => {

if (err instanceof UserNotFoundError) {

console.error('User not found error:', err.message);

} else {

console.error('Unknown error:', err);

}

});