第五部分：第一节 - Node.js 简介与环境：让 JavaScript 走进厨房

我们之前学习的 JavaScript 主要运行在浏览器中，由浏览器内置的 JavaScript 引擎（如 Chrome 的 V8 引擎）来解释执行。Node.js 则是一个JavaScript 运行时环境 ，它也使用了 Chrome 的 V8 引擎，但它不是在浏览器里，而是在服务器端 或者你的本地计算机上运行。这意味着，你可以使用你熟悉的 JavaScript 语言来编写服务器端的代码了！

为什么选择 Node.js 做后端？

Node.js 的设计哲学是事件驱动 (Event-driven) 和非阻塞 I/O (Non-blocking I/O)。

想象一下餐厅厨房：

阻塞 I/O (Blocking I/O) 就像一个厨师在准备一道需要炖 2 小时的菜。在炖的过程中，这个厨师就不能去做其他任何事情，只能干等着。
非阻塞 I/O (Non-blocking I/O) 就像厨师把菜放进炖锅，然后立即转身去切菜、炒别的菜，当炖锅里的菜好了，计时器会发出事件通知，厨师再去处理。

Node.js 的非阻塞 I/O 使得它在处理大量并发请求时表现出色。它不会因为等待某个耗时操作（比如读取文件、查询数据库、网络请求）而阻塞整个进程，而是通过事件循环 (Event Loop) 在后台处理这些操作，并在完成后触发回调函数（事件），这样就可以同时处理更多的"订单"。这使得 Node.js 非常适合构建高并发的网络应用。

此外，Node.js 和前端使用同一种语言，可以方便地共享代码和开发者资源，这是全栈 JavaScript 的一大优势。

安装 Node.js:

请访问 Node.js 官方网站 (https://nodejs.org/) 下载并安装适合你操作系统的版本。安装 Node.js 会同时安装 npm (Node Package Manager) 包管理器。如果你倾向使用 yarn，可以单独安装 yarn (npm install -g yarn)。

npm/yarn 包管理器与 package.json:

我们之前在前端已经接触过 npm/yarn，用来安装和管理前端库。在 Node.js 项目中，它们同样是管理第三方依赖（比如 Express 框架、数据库驱动等）的核心工具。

package.json 文件是 Node.js 项目的"身份证"和"项目配置清单"。它记录了：

项目的名称 (name)、版本 (version)。
项目的描述 (description)。
项目的入口文件 (main)。
项目使用的脚本命令 (scripts)，比如启动服务器、运行测试等。
项目依赖的第三方包 (dependencies) 和开发依赖 (devDependencies)。

初始化一个 Node.js 项目：

bash 复制代码

mkdir my-node-app
cd my-node-app
npm init -y   # 使用 -y 参数跳过交互式提问，快速生成默认的 package.json
# 或者使用 yarn
# yarn init -y

现在你的项目目录下就有了 package.json 文件。

安装第三方包：

bash 复制代码

npm install express   # 安装 express 包到 dependencies (生产环境和开发环境都需要)
npm install typescript --save-dev # 安装 typescript 包到 devDependencies (只在开发环境需要，编译用)
# 或者使用 yarn
# yarn add express
# yarn add typescript --dev

安装后，package.json 文件会更新，记录下这些依赖包及其版本。项目目录下会生成一个 node_modules 目录，所有安装的包都在这里。同时会生成 package-lock.json (npm) 或 yarn.lock (yarn)，用于锁定依赖版本，确保团队成员安装到完全一致的环境。

模块系统：CommonJS vs ES Modules:

在 Node.js 发展初期，JavaScript 本身没有模块系统。Node.js 采用了 CommonJS 模块系统，使用 require() 导入模块，使用 module.exports 或 exports 导出模块。

javascript 复制代码

// CommonJS 导出
// utils.js
const add = (a, b) => a + b;
module.exports = { add };

// CommonJS 导入
// main.js
const utils = require('./utils');
console.log(utils.add(1, 2)); // 3

随着 ES6 标准的发布，JavaScript 有了自己的模块系统 ES Modules (import/export)。较新版本的 Node.js (12+) 已经原生支持 ES Modules，可以通过在 package.json 中设置 "type": "module" 或者使用 .mjs 文件后缀来启用。

javascript 复制代码

// ES Modules 导出
// utils.mjs 或者 utils.js (如果 package.json 中设置了 "type": "module")
export const add = (a, b) => a + b;

// ES Modules 导入
// main.mjs 或者 main.js (如果 package.json 中设置了 "type": "module")
import { add } from './utils.js'; // 注意：在 Node.js 中使用 ES Modules 导入本地文件需要带上文件扩展名 .js 或 .mjs
console.log(add(1, 2)); // 3

在实际项目中，特别是新项目，推荐使用 ES Modules。如果使用 TypeScript，通常也会配置 TypeScript 编译器生成 ES Modules 代码。

小例子：Hello World Node.js 脚本

创建一个文件 hello.js:

javascript 复制代码

// hello.js
console.log("Hello, Node.js!");

在终端运行：

bash 复制代码

node hello.js

你会在终端看到输出 "Hello, Node.js!"。恭喜你，你已经成功在服务器端（本地计算机上）运行了第一段 JavaScript 代码。

小例子：使用 npm 安装和使用第三方包

在你的 my-node-app 项目目录中（确保已经 npm init -y）：

bash 复制代码

npm install lodash

创建一个文件 use-lodash.js:

javascript 复制代码

// use-lodash.js
const _ = require('lodash'); // CommonJS 方式导入 lodash

const numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
const sum = _.sum(numbers);

console.log("使用 lodash 计算总和:", sum);

运行脚本：

bash 复制代码

node use-lodash.js

输出应为 "使用 lodash 计算总和: 15"。这展示了如何在 Node.js 中使用 npm 安装和导入第三方库。

小结： Node.js 使得 JavaScript 可以运行在服务器端，其事件驱动和非阻塞 I/O 的特性使其适合高并发场景。npm/yarn 是 Node.js 项目的包管理器，package.json 是项目配置清单。Node.js 支持 CommonJS 和 ES Modules 两种模块系统，现代项目推荐使用 ES Modules。

练习：

在一个新的目录中初始化一个 Node.js 项目。
安装 fs 模块（fs 是 Node.js 的核心模块，无需安装，直接 require 即可）。
编写一个 Node.js 脚本，使用 fs.readFile() 方法（异步读取文件）读取一个本地文本文件（例如 package.json），并在文件读取完成后，将文件内容打印到控制台。注意处理读取文件可能出现的错误。
修改上一个脚本，使用 fs.readFileSync() 方法（同步读取文件），比较两种方法的不同（异步是非阻塞的，同步是阻塞的）。