Node.js Web服务器开发实战：从基础到数据库集成

1. 引言

Web 服务器是互联网的基石，它负责处理客户端的请求，并返回相应的资源或数据。本文将介绍 Web 服务器的基本概念、关键组件以及如何开发一个简单的 Web 服务器。

2. Web 服务器概述

Web 服务器的主要职责包括：

监听客户端请求（通常是 HTTP/HTTPS 请求）。
解析请求并处理相应的逻辑。
访问服务器上的资源或数据库。
生成响应并返回给客户端。

常见的 Web 服务器有 Nginx、Apache、Tomcat，以及一些轻量级服务器如 Express（Node.js）和 Flask（Python）。

3. Web 服务器关键组件

3.1 服务器架构

Web 服务器通常采用 C/S（Client-Server）架构，主要包含以下组件：

监听端口：服务器通常监听 80（HTTP）或 443（HTTPS）端口。
请求解析器：解析客户端的 HTTP 请求，包括方法、URL、Headers 等。
路由处理器：根据请求的路径，调用相应的业务逻辑。
响应生成器：根据请求结果，返回 HTML、JSON 或其他格式的数据。
中间件（可选）：用于身份验证、日志记录、缓存等。

3.2 HTTP 协议基础

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是 Web 服务器与客户端通信的基础协议，包括：

请求方法：GET、POST、PUT、DELETE、PATCH 等。
状态码：如 200（成功）、404（未找到）、500（服务器错误）。
头部信息（Headers） ：用于传输元信息，如 Content-Type、Authorization。
消息体（Body） ：POST/PUT 请求可能包含请求数据，如 JSON、XML。

4. 使用 Node.js 开发简单的 Web 服务器

接下来，我们使用 Node.js 内置的 http 模块开发一个简单的 Web 服务器。

ini 复制代码

const http = require('http');
const PORT = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello, World!');
});

server.listen(PORT, () => {
    console.log(`Server running at http://localhost:${PORT}/`);
});

5. 进阶优化

5.1 读写文件

使用 fs 模块可以在服务器上读写文件。

读取文件

javascript 复制代码

const fs = require('fs');
fs.readFile('data.txt', 'utf8', (err, data) => {
    if (err) {
        console.error('Error reading file:', err);
        return;
    }
    console.log('File content:', data);
});

写入文件

javascript 复制代码

fs.writeFile('output.txt', 'Hello, Web Server!', (err) => {
    if (err) {
        console.error('Error writing file:', err);
        return;
    }
    console.log('File written successfully');
});

5.2 连接数据库

可以使用 mysql2 或 mongoose 连接 MySQL 或 MongoDB 数据库。

连接 MySQL

php 复制代码

const mysql = require('mysql2');
const connection = mysql.createConnection({
    host: 'localhost',
    user: 'root',
    password: 'password',
    database: 'test_db'
});

connection.connect(err => {
    if (err) {
        console.error('Database connection failed:', err);
        return;
    }
    console.log('Connected to MySQL database');
});

查询数据

javascript 复制代码

connection.query('SELECT * FROM users', (err, results) => {
    if (err) {
        console.error('Query error:', err);
        return;
    }
    console.log('User data:', results);
});

连接 MongoDB

javascript 复制代码

const mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/test_db', { useNewUrlParser: true, useUnifiedTopology: true })
    .then(() => console.log('Connected to MongoDB'))
    .catch(err => console.error('MongoDB connection error:', err));

5.3 从前端请求到写入数据库的完整示例

1. 前端代码（发送请求）

javascript 复制代码

fetch('http://localhost:3000/api/users', {
    method: 'POST',
    headers: {
        'Content-Type': 'application/json'
    },
    body: JSON.stringify({ name: 'John Doe', email: '[email protected]' })
})
.then(response => response.json())
.then(data => console.log('Success:', data))
.catch(error => console.error('Error:', error));

2. 后端代码（Express 处理请求并存入数据库）

php 复制代码

const express = require('express');
const mysql = require('mysql2');
const bodyParser = require('body-parser');
const session = require('express-session');

const app = express();
app.use(bodyParser.json());
app.use(session({
    secret: 'mySecretKey',
    resave: false,
    saveUninitialized: true,
    cookie: { secure: false }
}));

const connection = mysql.createConnection({
    host: 'localhost',
    user: 'root',
    password: 'password',
    database: 'test_db'
});

connection.connect(err => {
    if (err) {
        console.error('Database connection failed:', err);
        return;
    }
    console.log('Connected to MySQL database');
});

app.post('/api/users', (req, res) => {
    const { name, email } = req.body;
    req.session.user = { name, email };
    connection.query('INSERT INTO users (name, email) VALUES (?, ?)', [name, email], (err, result) => {
        if (err) {
            res.status(500).json({ error: 'Database insert failed' });
            return;
        }
        res.json({ message: 'User added successfully', id: result.insertId, session: req.session.user });
    });
});

app.get('/api/session', (req, res) => {
    if (req.session.user) {
        res.json({ sessionData: req.session.user });
    } else {
        res.json({ message: 'No active session' });
    }
});

app.listen(3000, () => {
    console.log('Server running on http://localhost:3000');
});

6. 总结

本文介绍了 Web 服务器的基础知识，包括其主要功能、关键组件，以及如何使用 Node.js 构建一个简单的 Web 服务器。同时，我们扩展了 Web 服务器的功能，涵盖了文件读写、数据库连接，并提供了一个完整的前后端交互示例，以及会话控制功能，进一步提升 Web 服务器的应用能力。