Node.js 基础概念

Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时，允许在服务器端运行 JavaScript 代码。它是单线程、非阻塞 I/O 模型，适合构建高性能、轻量级的网络应用。以下是 Node.js 的基础概念，用简洁的中文讲解：

1. Node.js 的核心特点

• 异步非阻塞 I/O：Node.js 使用事件驱动模型，I/O 操作（如读写文件、网络请求）是异步的，不会阻塞主线程，适合高并发场景。
• 单线程：Node.js 主线程是单线程的，但通过事件循环（Event Loop）和工作线程池处理异步任务。
• 模块化：Node.js 使用 CommonJS 模块系统，通过 require 导入模块，module.exports 导出模块。
• 跨平台：可在 Windows、macOS、Linux 上运行。

2. 事件循环（Event Loop）

事件循环是 Node.js 的核心机制，负责处理异步操作。流程如下：

1. 事件队列：异步任务（如定时器、I/O 操作）完成后，回调函数被放入事件队列。
2. 事件循环：主线程不断检查事件队列，执行回调。
3. 阶段：事件循环分为多个阶段（如定时器、I/O 回调、setImmediate 等），按顺序处理。

示例：

setTimeout(() => {
  console.log("定时器回调");
}, 1000);

console.log("同步代码先执行");

输出：先打印“同步代码先执行”，1秒后打印“定时器回调”。

3. 模块系统

Node.js 使用 CommonJS 模块化机制：

• 导入模块：使用 require 加载内置模块、第三方模块或自定义模块。

  const fs = require("fs"); // 内置模块
  const myModule = require("./myModule"); // 自定义模块

• 导出模块：使用 module.exports 或 exports。

  // myModule.js
  module.exports = {
    sayHello: () => console.log("Hello!");
  };

4. 内置模块

Node.js 提供许多内置模块，无需额外安装。常用模块包括：

• fs（文件系统）：读写文件。

  const fs = require("fs");
  fs.readFile("file.txt", "utf8", (err, data) => {
    if (err) throw err;
    console.log(data);
  });

• http：创建 HTTP 服务器。

  const http = require("http");
  const server = http.createServer((req, res) => {
    res.end("Hello, Node.js!");
  });
  server.listen(3000);

• path：处理文件路径。

  const path = require("path");
  console.log(path.join(__dirname, "file.txt"));

5. NPM（Node Package Manager）

• 作用：Node.js 的包管理工具，用于安装和管理第三方模块。
• 常用命令：
• 初始化项目：npm init
• 安装模块：npm install <package>
• 全局安装：npm install -g <package>
• package.json：记录项目依赖和元信息。

6. 异步编程

Node.js 的异步编程主要依赖以下方式：

• 回调函数：传统方式，可能导致“回调地狱”。

  fs.readFile("file.txt", (err, data) => {
    if (err) throw err;
    console.log(data);
  });

• Promise：更优雅的异步处理。

  const fs = require("fs").promises;
  async function readFile() {
    try {
      const data = await fs.readFile("file.txt", "utf8");
      console.log(data);
    } catch (err) {
      console.error(err);
    }
  }
  readFile();

• async/await：基于 Promise 的语法糖，代码更简洁。

7. 全局对象

Node.js 没有浏览器的 window 或 document，但提供全局对象：

• process：提供运行时信息，如环境变量。

  console.log(process.env.NODE_ENV);

• __dirname 和 __filename：当前模块的目录路径和文件路径。
• setTimeout、setInterval：与浏览器类似，用于定时任务。

8. 常用场景

• Web 服务器：使用 Express 或 Koa 框架快速搭建。
• 命令行工具：Node.js 可开发 CLI 工具。
• 实时应用：如聊天室、在线游戏，结合 WebSocket。

示例：简单 HTTP 服务器

const http = require("http");

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader("Content-Type", "text/plain");
  res.end("Hello, Node.js World!\n");
});

server.listen(3000, () => {
  console.log("服务器运行在 http://localhost:3000/");
});

9. 调试与错误处理

• try-catch：捕获同步错误。
• Error 对象：处理异步错误。
• 调试工具：Node.js 内置调试器或 VS Code 调试插件。

10. 学习建议

• 熟悉异步编程，掌握 Promise 和 async/await。
• 学习 Express 框架，快速开发 Web 应用。
• 阅读 Node.js 官方文档，了解内置模块。
• 使用 npm 探索第三方模块。

如果需要深入讲解某个部分（例如事件循环、Express 或具体模块），请告诉我！