Node.js 核心基础

后端核心 Node.js NPM

一、后端 Web 开发概述

1.1 前端 vs 后端

层面	前端（Client Side）	后端（Server Side）
用户可见	✅	❌
技术	HTML + CSS + JS	Node.js / Python / Java 等
类比	餐厅大堂（顾客看到的）	厨房（顾客看不到的）

1.2 后端三大组件

浏览器 ←→ 服务器 ←→ 应用程序 ←→ 数据库
         (电脑)    (逻辑代码)   (持久存储)

组件	类比（餐厅）	职责
服务器（Server）	整间厨房	24/7 运行，监听浏览器请求
应用程序（Application）	厨师 + 菜谱	根据请求执行业务逻辑
数据库（Database）	食品储藏室	持久化存储用户数据

1.3 请求-响应循环

用户点击按钮
    ↓
浏览器发送 Request → 服务器
    ↓
应用程序处理请求 ← 查询数据库
    ↓
服务器返回 Response → 浏览器
    ↓
用户看到新页面

餐厅类比完整版：

顾客（用户）看菜单（网页界面）
告诉服务员（HTTP 请求）想要什么
服务员将订单送到厨房（服务器）
厨师（应用程序）查看菜谱、取食材（数据库）
做好菜品（HTML/CSS/JS）送回前台
顾客享用（浏览器渲染）

1.4 静态网页 vs Web 应用

特性	静态网页	Web 应用
交互性	仅展示	用户登录、数据处理等
后端	不需要	需要服务器 + 应用 + 数据库
托管	GitHub Pages 即可	需要服务器运行应用
示例	个人博客、作品集	Gmail、Twitter、Amazon

1.5 为什么选择 Node.js

理由	说明
JS 全栈	前后端使用同一语言
最流行	StackOverflow 调查中 #1 后端框架
就业需求	全栈岗位最常见的要求
高性能	异步非阻塞，适合高并发
庞大生态	NPM 拥有数百万开源包
企业采用	LinkedIn、Twitter、Netflix、NASA

二、什么是 Node.js

2.1 定义

Node.js 是一个 异步的、事件驱动的 JavaScript 运行时，专为构建可扩展的网络应用而设计。

关键词解析：

概念	含义
JavaScript 运行时	让 JS 能在浏览器之外运行（基于 Chrome 的 V8 引擎）
异步（Asynchronous）	不需要按顺序等待，可以同时处理多件事
事件驱动（Event-driven）	代码在特定事件发生时才执行

2.2 同步 vs 异步

同步（Synchronous）：
网购 → 站在门口等快递 → 收到后才能做其他事
❌ 浪费时间

异步（Asynchronous）：
网购 → 继续做其他事 → 快递到了再处理
✅ 高效

2.3 Node.js 解放了 JavaScript

之前	之后（有了 Node）
JS 只能在浏览器中运行	JS 可以在任何机器上运行
只能做前端	可以做后端、桌面应用、CLI 工具
受浏览器 API 限制	可访问文件系统、网络等

三、使用 Node.js

3.1 版本检查

bash

node -v      # 查看 Node 版本，应 ≥ 18
npm -v       # 查看 NPM 版本

3.2 Node REPL

REPL = Read → Eval → Print → Loop

bash

node                 # 进入 REPL
> 5 + 8              # 13
> let a = 3
> a + 12             # 15
> .exit              # 退出（或 Ctrl+C 两次）

3.3 运行 JS 文件

bash

# 创建文件
touch index.js

# 写入代码
# console.log("Hello from Node!");

# 运行
node index.js        # 输出: Hello from Node!

💡 技巧：输入文件名前几个字母后按 Tab 自动补全，同时验证你在正确的目录中。

四、原生 Node 模块

4.1 模块概念

原生模块 = Node 自带的 预装工具集，无需额外安装。

类比：就像操作系统预装的小游戏（扫雷、纸牌），开箱即用。

4.2 fs（File System）文件系统

最基础也最重要的原生模块——允许 读写本地文件。

引入方式：

javascript

// CommonJS（旧）
const fs = require("fs");

// ESM（新，推荐）
import fs from "fs";

写入文件：

javascript

import fs from "fs";

fs.writeFile("message.txt", "Hello from Node!", (err) => {
  if (err) throw err;
  console.log("The file has been saved!");
});

读取文件：

javascript

fs.readFile("./message.txt", "utf8", (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);  // "Hello from Node!"
});

为什么需要 utf8？

不指定编码时返回的是 Buffer（二进制缓冲区），指定 "utf8" 后返回 可读文本。

4.3 其他常用原生模块

模块	功能
`fs`	文件读写
`http`	创建 HTTP 服务器
`path`	处理文件路径
`os`	获取操作系统信息
`events`	事件处理

五、NPM 包管理器

5.1 NPM 是什么

NPM = Node Package Manager

类比：社区工具图书馆 — 开发者共享自己写的工具包，全球开发者免费借用。

随 Node.js 一起安装
数百万开源包可搜索：npmjs.com

5.2 初始化项目

bash

npm init          # 交互式初始化，逐步填写信息
npm init -y       # 全部使用默认值（快速初始化）

生成 package.json——项目的 配置文件：

json

{
  "name": "my-project",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "type": "module",
  "author": "Hugo",
  "license": "ISC",
  "dependencies": {}
}

5.3 安装包

bash

# 安装单个包
npm install sillyname
npm i sillyname           # 简写

# 安装多个包
npm i inquirer qr-image   # 空格分隔

# 安装后自动添加到 package.json 的 dependencies

安装后：

package.json 新增 dependencies 字段
创建 node_modules/ 目录（存放下载的包代码）

5.4 使用已安装的包

javascript

import generateName from "sillyname";

console.log(`My name is ${generateName()}.`);
// My name is Spot Runner Bison.

六、CommonJS vs ESM

6.1 两种模块系统

特性	CommonJS (CJS)	ECMAScript Modules (ESM)
语法	`require()` / `module.exports`	`import` / `export`
默认	Node < 12 的默认	需在 package.json 中启用
加载	同步	异步
前后端一致	❌ 仅后端	✅ 前后端统一

6.2 启用 ESM

在 package.json 中添加：

json

{
  "type": "module"
}

6.3 对比示例

javascript

// CommonJS（旧）
const fs = require("fs");
const express = require("express");

// ESM（新，推荐）
import fs from "fs";
import express from "express";

不能混用

同一个项目中，require() 和 import 不能混合使用。选定一种后保持一致。

七、QR Code 项目实战 📱

7.1 项目目标

用户输入 URL → 生成 QR 码图片 + 保存 URL 到文本文件。

7.2 使用的包

包	功能
`inquirer`	获取用户在命令行中的输入
`qr-image`	将文本转换为 QR 码 PNG 图片
`fs`（原生）	写入文件到本地

7.3 核心代码

javascript

import inquirer from "inquirer";
import qr from "qr-image";
import fs from "fs";

// 1. 获取用户输入
inquirer
  .prompt([
    { message: "Type in your URL:", name: "URL" }
  ])
  .then((answers) => {
    const url = answers.URL;

    // 2. 生成 QR 码图片
    var qr_svg = qr.image(url);
    qr_svg.pipe(fs.createWriteStream("qr_image.png"));

    // 3. 保存 URL 到文本文件
    fs.writeFile("URL.txt", url, (err) => {
      if (err) throw err;
      console.log("The file has been saved!");
    });
  })
  .catch((error) => {
    console.log(error);
  });

7.4 涉及的知识点

知识点	在项目中的应用
NPM 安装	`npm i inquirer qr-image`
ESM 导入	`import ... from "..."`
原生 fs 模块	`fs.writeFile()`、`fs.createWriteStream()`
Promise 链	`.then().catch()` 处理异步结果
package.json	`"type": "module"` 启用 ESM

八、Node.js 生态全景

Node.js 生态
├── 原生模块（预装）
│   ├── fs — 文件系统
│   ├── http — HTTP 服务器
│   ├── path — 路径处理
│   └── ...
├── NPM 包（社区）
│   ├── express — Web 框架 ⭐
│   ├── inquirer — 命令行交互
│   ├── qr-image — QR 码生成
│   └── 数百万其他包...
└── 框架层
    ├── Express.js — 最流行的 Web 框架
    ├── Next.js — React 全栈框架
    └── ...

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一、后端 Web 开发概述 ​

1.1 前端 vs 后端 ​

1.2 后端三大组件 ​

1.3 请求-响应循环 ​

1.4 静态网页 vs Web 应用 ​

1.5 为什么选择 Node.js ​

二、什么是 Node.js ​

2.1 定义 ​

2.2 同步 vs 异步 ​

2.3 Node.js 解放了 JavaScript ​

三、使用 Node.js ​

3.1 版本检查 ​

3.2 Node REPL ​

3.3 运行 JS 文件 ​

四、原生 Node 模块 ​

4.1 模块概念 ​

4.2 fs（File System）文件系统 ​

4.3 其他常用原生模块 ​

五、NPM 包管理器 ​

5.1 NPM 是什么 ​

5.2 初始化项目 ​

5.3 安装包 ​

5.4 使用已安装的包 ​

六、CommonJS vs ESM ​

6.1 两种模块系统 ​

6.2 启用 ESM ​

6.3 对比示例 ​

七、QR Code 项目实战 📱 ​

7.1 项目目标 ​

7.2 使用的包 ​

7.3 核心代码 ​

7.4 涉及的知识点 ​

八、Node.js 生态全景 ​

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一、后端 Web 开发概述

1.1 前端 vs 后端

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1.3 请求-响应循环

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二、什么是 Node.js

2.1 定义

2.2 同步 vs 异步

2.3 Node.js 解放了 JavaScript

三、使用 Node.js

3.1 版本检查

3.2 Node REPL

3.3 运行 JS 文件

四、原生 Node 模块

4.1 模块概念

4.2 fs（File System）文件系统

4.3 其他常用原生模块

五、NPM 包管理器

5.1 NPM 是什么

5.2 初始化项目

5.3 安装包

5.4 使用已安装的包

六、CommonJS vs ESM

6.1 两种模块系统

6.2 启用 ESM

6.3 对比示例

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7.2 使用的包

7.3 核心代码

7.4 涉及的知识点

八、Node.js 生态全景