使用node.js學習服務器端JavaScript

Node.js：構建高性能實時Web應用的現代框架

Node.js是現代Web開發中一個重要的框架，它簡化了高性能、實時Web應用程序的創建過程。 Node.js允許JavaScript在服務器端和客戶端端到端使用。本教程將引導您完成Node.js的安裝，並演示如何編寫第一個“Hello World”程序。最終，您將學習如何使用Node.js和Express構建一個天氣API。

Node.js是什麼？

傳統上，JavaScript只能在Web瀏覽器中運行，但由於人們對將其引入服務器端的興趣日益濃厚，Node.js應運而生。

Node.js與其他服務器技術略有不同，因為它基於事件而非基於線程。用於服務PHP和其他CGI腳本的Apache等Web服務器是基於線程的，因為它們為每個傳入請求生成一個系統線程。雖然這對於許多應用程序來說足夠了，但基於線程的模型在處理許多長期連接（例如，服務實時應用程序（如即時消息應用程序）所需的連接）時擴展性不佳。

“Node.js中的每個I/O操作都是異步的……”

Node.js使用事件循環而不是線程，能夠擴展到數百萬個並發連接。它利用了服務器大部分時間都在等待I/O操作（例如，從硬盤讀取文件、訪問外部Web服務或等待文件上傳完成）這一事實，因為這些操作比內存操作慢得多。 Node.js中的每個I/O操作都是異步的，這意味著服務器可以在I/O操作進行時繼續處理傳入請求。 JavaScript非常適合基於事件的編程，因為它具有匿名函數和閉包，這使得定義內聯回調變得輕而易舉，而且JavaScript開發人員已經知道如何以這種方式進行編程。這種基於事件的模型使Node.js非常快速，並且使實時應用程序的擴展非常容易。

1. 安裝

Node.js官方支持Linux、macOS、Microsoft Windows、SmartOS和FreeBSD。要在Windows（v16及更高版本）上安裝最新版本的Node.js，您的計算機必須運行Windows 8.1、10或11。

Node.js內置了自己的包管理器，稱為節點包管理器（簡稱npm），它允許您從npm註冊表安裝第三方模塊。

1. 從nodejs.org下載最新版本的Node.js（撰寫本文時最新版本為17.9.0，最新LTS版本為16.14.2）。這應該會在您的計算機上下載.msi文件。
2. 運行該文件並完成安裝嚮導。大多數選項都是可選的——除非您有充分的理由，否則無需更改程序路徑。您可以選擇安裝Chocolatey（一個Windows包管理器）或跳過此步驟。
3. 安裝嚮導完成後並且Node.js成功安裝後，打開終端並運行npm -v以查看npm版本。

此外，如果您在程序中搜索Node ，您應該會找到Node.js命令提示符。

命令提示符提供了一個REPL（讀取-評估-打印循環），您可以在其中鍵入JavaScript Node.js代碼，並立即評估代碼並輸出結果。您還可以將JavaScript從外部文件加載到REPL會話中等等。

2. Hello World！

學習任何新技術都始於“Hello World！”教程，因此我們將創建一個簡單的HTTP服務器來提供該消息。

首先，我們將創建一個新的Node.js項目。為此，請打開您的終端，切換到您希望項目所在的目錄，然後運行以下命令：

 npm init

系統會提示您提供有關庫的一些信息，包括庫名稱、作者、入口文件、許可證和版本，完成後，將使用提供的信息創建一個package.json文件。要跳過此步驟，請附加require函數，如下所示（在test.js內部）：

 var util = require("util");

這將加載util模塊，該模塊包含用於處理系統級任務（例如將輸出打印到終端）的實用程序函數。要在模塊中使用函數，請在存儲模塊的變量上調用它——在本例中，使用文件名作為參數的node命令。

 node test.js

運行此命令將在命令行輸出“Hello World！”。

要創建HTTP服務器，您必須使用http模塊。

 var util = require("util");
var http = require("http");

http.createServer(function (req, res) {
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/html'});
  res.write('Hello World!');
  res.end();
}).listen(8080);

util.log("Server running at https://localhost:8080/");

此腳本導入http模塊並創建一個HTTP服務器。傳遞給http.createServer()的匿名函數會在接收到請求時執行。在瀏覽器中訪問http://localhost:8080/ ，您將看到Hello World！ 。

3. 一個簡單的靜態文件服務器

好的，我們已經構建了一個HTTP服務器，但是無論您訪問哪個URL，它除了“Hello World”之外什麼也不會發送。任何HTTP服務器都必須能夠發送靜態文件，例如HTML文件、圖像和其他文件。以下代碼就是這樣做的：

 var util = require("util"),
    http = require("http"),
    url = require("url"),
    path = require("path"),
    fs = require("fs");

http.createServer(function(request, response) {
    var uri = path.parse(request.url).base;
    var filename = path.join(process.cwd(), uri);
    fs.access(filename, fs.constants.F_OK, function(err) {
        if(err) {
            response.writeHead(404, {"Content-Type": "text/plain"});
            response.write("404 Not Found\n");
            response.end();
            return;
        }

        fs.readFile(filename, "binary", function(err, file) {
            if(err) {
                response.writeHead(500, {"Content-Type": "text/plain"});
                response.write(err "\n");
                response.end();
                return;
            }

            response.writeHead(200);
            response.write(file, "binary");
            response.end();
        });
    });
}).listen(8080);

util.log("Server running at http://localhost:8080/");

我們首先需要在代碼中使用所有模塊。這包括http 、 path和url模塊，用於解析請求的傳入URL並找到被訪問文件的路徑名。我們使用process.cwd() （或當前工作目錄）和請求文件的路徑來查找服務器硬盤上的實際文件名。

接下來，我們檢查文件是否存在，這是一個異步操作，因此需要回調函數。如果文件不存在，則向用戶發送404 Not Found消息，並且函數返回。否則，我們使用fs.readFile()讀取文件。如果在瀏覽器中訪問http://localhost:8080/path/to/file ，則該文件將顯示在您的瀏覽器中。

4. 使用Express在Node.js中構建天氣API

在我們的靜態文件服務器的基礎上，我們將構建一個Node.js服務器，該服務器獲取並顯示給定城市的預期天氣狀況。首先，在這個示例中，我們將需要兩個額外的第三方模塊： axios模塊和express模塊。 Express是一個用於在Node.js應用程序中構建RESTful API的Web框架。我們將使用Express模塊構建一個單一的API端點，該端點將從每個請求中獲取城市，並使用包含該城市預報天氣狀況的HTML正文進行響應。天氣信息將來自外部API——因此我們將使用axios客戶端發出API請求。

首先，我們將同時使用以下命令安裝express和axios模塊：

 npm i express axios

這將從npm註冊表安裝這兩個模塊。用以下代碼替換app.get()代碼：

 app.get('/', (req, res) => {
    let city = req.query.city;

    axios.get(`https://api.openweathermap.org/data/2.5/forecast?q=${city}&appid=${apikey}`)
        .then((response) => {
            if(response.status === 200) {
                res.send(`The weather in your city "${city}" is<br>
                ${response.data.list[0].weather[0].description}`)
            }
        })
        .catch((err) => {
            console.log(err);
        })
})

我們首先從query屬性中檢索查詢字符串（city）。

然後，我們使用axios向天氣預報API發出GET請求。 URL將需要兩個變量：我們要獲取預報的city和在Open Weather API信息中心提供的唯一API密鑰。

我們設置了一個res.send()方法。發生錯誤時，我們只需通過在命令行上運行node test.js並將以下URL鍵入瀏覽器中，即可將錯誤數據記錄到控制台：

 <code>http://localhost:3000/?city=nairobi</code>

請注意， nairobi可以替換為您選擇的任何城市。以下是您應該獲得的結果。

後續步驟

Node.js是一項非常令人興奮的技術，它簡化了高性能實時應用程序的創建過程。我希望您能夠看到它的好處，並能夠在您自己的某些應用程序中使用它。由於Node.js具有強大的模塊系統，因此很容易在您的應用程序中使用開源第三方庫，並且幾乎所有內容都有可用的模塊：包括數據庫連接層、模板引擎、郵件客戶端，甚至連接所有這些內容的完整框架。

祝您Node.js編程愉快！

此文章已更新，並包含Kingsley Ubah的貢獻。 Kingsley熱衷於創作教育和啟發讀者的內容。愛好包括閱讀、足球和騎自行車。

以上是使用node.js學習服務器端JavaScript的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！