循序渐进Node.js企业级开发实践_柳伟卫_9787302675556

《循序渐进Node.js企业级开发实践》结合作者多年一线开发实践，系统地介绍了Node.js技术栈及其在企业级开发中的应用。全书共分5部分，第1部分基础知识（第1～3章），介绍Node.js的基础知识，包括模块化、测试等；第2部分核心编程（第4～9章），介绍Node.js的缓冲区、事件、定时、文件、进程、流等方面的处理；第3部分网络编程（第10～16章），介绍Node.js的TCP、UDP、HTTP、WebSocket、TSL/SSL、常用Web中间件、Vue.js与响应式编程等方面的内容；第4部分数据存储（第17～19章），介绍Node.js关于MySQL、MongoDB、Redis等数据存储的操作；第5部分综合应用（第20章），介绍Node.js实现即时聊天应用的完整过程。除了Node.js技术外，本书还讲述了Express、Socket.IO、Vue.js、MySQL、MongoDB、Redis等热门技术的应用。本节还精心设计了26个实战案例和43个上机练习，所有练习都提供了操作步骤，便于读者实操演练，快速上手。
《循序渐进Node.js企业级开发实践》技术新颖，实例丰富，理论讲解与代码实现相结合，既适合作为Node.js的初学者和进阶读者的自学用书，也适合作为培训机构或高校相关专业的教学用书。

Node.js作为一款高性能、开源的服务器端JavaScript运行环境，自2009年诞生以来，凭借其非阻塞I/O模型、事件驱动、单线程等特性，在实时应用、高并发场景以及前后端分离的架构中得到了广泛应用。同时，随着前端技术的不断进化，如React、Vue等框架的兴起，全栈开发的概念逐渐被更多的开发者接受。Node.js作为全栈开发的重要一环，其重要性不言而喻。
近年来，随着云计算、大数据、人工智能等技术的融合发展，Node.js的应用场景也在不断扩展，从最初的Web开发逐渐延伸到物联网、移动应用、实时通信、游戏开发等多个领域。因此，对于广大开发者来说，掌握Node.js已经成为的技能之一。
本书旨在为广大Node.js开发者提供一本全面、系统、深入的学习指南。本书不仅涵盖了Node.js的基础知识，还深入讲解了Node.js的核心原理、高级特性以及实际应用场景。同时，本书还结合了大量的实战案例，帮助读者更好地理解和掌握Node.js的全栈开发技巧。
本书主要内容
全书分为以下5部分：
?基础知识（第1～3章）：介绍Node.js的基础知识，包括模块化、测试等。
?核心编程（第4～9章）：介绍Node.js的缓冲区、事件、定时、文件、进程、流等方面的处理。
?网络编程（第10～16章）：介绍Node.js的TCP、UDP、HTTP、WebSocket、TSL/SSL、常用Web中间件、Vue.js与响应式编程等方面的内容。
?数据存储（第17～19章）：介绍Node.js关于MySQL、MongoDB、Redis等数据存储的操作。
?综合应用（第20章）：介绍Node.js实现即时聊天应用的完整过程。
值得注意的是，本书精心设计了40多个上机练习，每个上机练习均给出了操作步骤和示例代码，便于读者边学边练，快速上手。
本书资源下载
本书提供源代码与PPT课件，请读者用自己的微信扫描下面的二维码获取。

如果读者在学习本书的过程中遇到问题，可以发送邮件至booksaga@126.com，邮件主题写循序渐进Node.js企业级开发实践。
本书所涉及的技术和相关版本
技术版本的选择至关重要，因为不同版本之间可能存在兼容性问题，并且各个版本的软件功能也有所不同。本书所介绍的技术均采用了相对较新的版本，并且经过了笔者的测试验证。在自行编写代码时，读者可以参考书中推荐的版本，以避免由于版本不兼容导致的问题。建议读者将开发环境配置得与本书一致，或者至少不低于书中所列的配置标准。
本书所涉及的技术及相关版本如下：
?Node.js 22.3.0 ●　Vue.js 3.10.4
?npm 10.8.1 ●　MySQL Community Server 8.4.0
?TypeScript 5.4.5 ●　MongoDB Community Server 7.0.11
?OpenSSL 3.3.1 ●　MongoDB Shell 2.2.9
?Express 4.19.2 ●　Redis 7.2.3
?Socket.IO 4.7.5
本书示例采用Visual Studio Code编写，但示例源代码的编码与具体的IDE无关，读者可以选择适合自己的IDE，如WebStorm、Sublime Text等。运行本书示例，请确保Node.js版本不低于22.3。
本书适合的读者
?Node.js初学者：本书从基础知识开始，逐步深入到核心编程、网络编程和数据存储等高级主题，适合零基础或刚开始接触Node.js的开发者。
?进阶开发者：对于已经有一定Node.js开发经验的开发者，书中的核心编程和网络编程部分提供了更深入的技术细节和实战案例，能帮助开发者提升技能水平，解决实际工作中遇到的复杂问题。
?全栈工程师：本书不仅涵盖了Node.js后端技术，还涉及了前端框架Vue.js的应用，以及即时聊天应用的综合实践。这使得全栈工程师可以通过一本书全面了解前后端技术的结合，提升整体开发能力。
?高校学生与教师：本书理论与实践相结合，并提供了大量上机练习题，很适合作为高校计算机相关专业的教学用书。教师可以根据书中的内容设计课程，学生则可以通过实际操作加深理解，提高动手能力。
?培训机构学员：对于参加Node.js培训的学员来说，本书是一本理想的教材。书中的实战案例和上机练习可以帮助学员更好地理解和掌握所学知识，提高培训效果。
致谢
感谢清华大学出版社的各位工作人员为本书的出版所做的努力。
感谢家人对笔者的理解和支持。
感谢关心和支持笔者的朋友、读者和网友。
柳伟卫
2024年10月

第 1 章走进Node.js的世界 1
1.1 认识Node.js 1
1.1.1 Node.js简介 1
1.1.2 Node.js的特点 2
1.2 安装Node.js及IDE 6
1.2.1 安装Node.js和npm 6
1.2.2 Node.js与npm的关系 6
1.2.3 安装npm镜像 6
1.2.4 选择合适的IDE 7
1.3 实战：第一个Node.js应用 7
1.3.1 创建Node.js应用 7
1.3.2 运行Node.js应用 7
1.3.3 小结 8
1.4 实战：在Node.js应用中使用TypeScript 8
1.4.1 创建TypeScript版本的Node.js应用 8
1.4.2 运行TypeScript应用 9
1.5 上机演练 9
1.6 本章小结 11
第 2 章模块化 12
2.1 理解模块化机制 12
2.1.1 理解CommonJS规范 12
2.1.2 理解ECMAScript模块 14
2.1.3 CommonJS和ECMAScript模块的异同点 16
2.1.4 Node.js的模块实现 16
2.2 使用npm管理模块 18
2.2.1 使用npm命令安装模块 18
2.2.2 全局安装与本地安装 18
2.2.3 查看安装信息 19
2.2.4 卸载模块 19
2.2.5 更新模块 19
2.2.6 搜索模块 19
2.2.7 创建模块 20
2.3 核心模块 20
2.3.1 核心模块介绍 20
2.3.2 实战：核心模块fs的简单示例 20
2.4 上机演练 21
2.5 本章小结 22
第 3 章测试 23
3.1 使用断言 23
3.1.1 什么是断言测试 23
3.1.2 严格模式和遗留模式 24
3.1.3 实战：断言的使用 25
3.1.4 了解AssertionError 27
3.1.5 实战：deepStrictEqual示例 27
3.2 第三方测试工具 29
3.2.1 Nodeunit 30
3.2.2 Mocha 31
3.2.3 Vows 31
3.3 上机演练 33
练习一：使用Node.js的断言功能进行简单的单元测试 33
练习二：使用.js的AssertionError 34
练习三：使用Node.js的第三方测试工具 34
3.4 本章小结 35
第 4 章缓冲区 36
4.1 了解缓冲区 36
4.1.1 了解TypedArray 36
4.1.2 Buffer类 37
4.2 创建缓冲区 38
4.2.1 初始化缓冲区的API 39
4.2.2 理解数据的安全性 39
4.2.3 启用零填充 40
4.2.4 指定字符编码 40
4.3 切分缓冲区 41
4.4 连接缓冲区 42
4.5 比较缓冲区 43
4.6 缓冲区编解码 44
4.6.1 解码器和编码器 44
4.6.2 缓冲区解码 44
4.6.3 缓冲区编码 45
4.7 上机演练 46
练习一：创建缓冲区 46
练习二：切分缓冲区 46
练习三：连接缓冲区 47
练习四：缓冲区编解码 47
4.8 本章小结 48
第 5 章事件处理 49
5.1 理解事件和回调 49
5.1.1 事件循环 50
5.1.2 事件驱动 50
5.2 事件发射器 51
5.2.1 将参数和this传递给监听器 51
5.2.2 异步与同步 52
5.2.3 仅处理事件一次 52
5.3 事件类型 53
5.3.1 事件类型的定义 53
5.3.2 内置的事件类型 54
5.3.3 error事件 54
5.4 事件的操作 56
5.4.1 实战：设置最大监听器 56
5.4.2 实战：获取已注册的事件的名称 56
5.4.3 实战：获取监听器数组的副本 57
5.4.4 实战：将事件监听器添加到监听器数组的开头 57
5.4.5 实战：移除监听器 58
5.5 上机演练 60
5.6 本章小结 61
第 6 章定时处理 62
6.1 定时处理常用类 62
6.1.1 Immediate 62
6.1.2 Timeout 63
6.2 定时调度 64
6.2.1 setImmediate 64
6.2.2 setInterval 65
6.2.3 setTimeout 65
6.2.4 setInterval和setTimeout的异同 66
6.3 取消定时 67
6.4 上机演练 69
6.5 本章小结 70
第 7 章文件处理 71
7.1 了解node:fs模块 71
7.1.1 同步与异步操作文件 71
7.1.2 文件描述符 73
7.2 处理文件路径 74
7.2.1 字符串形式的路径 74
7.2.2 Buffer形式的路径 74
7.2.3 URL对象的路径 75
7.3 打开文件 76
7.3.1 文件系统标志 77
7.3.2 实战：打开当前目录下的文件 78
7.4 实战：读取文件 79
7.4.1 fs.read 79
7.4.2 fs.readdir 80
7.4.3 fs.readFile 80
7.5 实战：写入文件 82
7.5.1 将buffer写入文件 82
7.5.2 将字符串写入文件 83
7.5.3 将数据写入文件 84
7.6 上机演练 85
7.7 本章小结 86
第 8 章进程 87
8.1 执行外部命令 87
8.1.1 spawn() 87
8.1.2 exec() 89
8.1.3 execFile() 90
8.2 子进程ChildProcess 92
8.2.1 生成子进程 92
8.2.2 进程间通信 92
8.3 终止进程 94
8.4 上机演练 94
练习一：执行外部命令 94
练习二：进程间通信 95
练习三：终止进程 95
8.5 本章小结 96
第 9 章流 97
9.1 流的概述 97
9.1.1 流的类型 97
9.1.2 对象模式 97
9.1.3 流中的缓冲区 98
9.2 可读流 98
9.2.1 stream.Readable类事件 99
9.2.2 stream.Readable类方法 101
9.2.3 异步迭代器 104
9.2.4 两种读取模式 105
9.3 可写流 105
9.3.1 stream.Writable类事件 106
9.3.2 stream.Writable类方法 107
9.4 双工流与转换流 110
9.4.1 实现双工流 110
9.4.2 实战：双工流的例子 110
9.4.3 对象模式的双工流 111
9.4.4 实现转换流 112
9.5 上机演练 112
练习一：使用可读流读取文件 112
练习二：使用可写流写入文件 113
练习三：实现一个简单的双工流 113
9.6 本章小结 114
第 10 章 TCP 115
10.1 创建TCP服务器 115
10.1.1 了解TCP 115
10.1.2 了解socket 116
10.1.3 node:net模块 117
10.1.4 实战：创建TCP服务器 117
10.2 监听连接 118
10.2.1 server.listen(handle[, backlog][, callback]) 119
10.2.2 server.listen(options[, callback]) 119
10.3 发送和接收数据 120
10.3.1 创建socket对象 120
10.3.2 创建socket对象来发送和接收数据 121
10.3.3 实战：TCP服务器的例子 121
10.4 关闭TCP服务器 122
10.4.1 socket.end() 123
10.4.2 server.close() 124
10.5 上机演练 125
练习一：创建TCP服务器 125
练习二：发送和接收数据 126
练习三：关闭TCP服务器 127
10.6 本章小结 128
第 11 章 UDP 129
11.1 创建UDP服务器 129
11.1.1 了解UDP 129
11.1.2 TCP与UDP的区别 130
11.1.3 实战：创建UDP服务器 130
11.2 监听连接 131
11.3 发送和接收数据 131
11.3.1 message事件 131
11.3.2 socket.send()方法 132
11.4 关闭UDP服务器 133
11.5 实战：UDP服务器通信 134
11.5.1 UDP服务器 134
11.5.2 UDP客户端 135
11.5.3 运行应用 135
11.6 上机演练 136
练习一：创建UDP服务器 136
练习二：发送和接收数据 137
练习三：关闭UDP服务器 137
11.7 本章小结 138
第 12 章 HTTP 139
12.1 创建HTTP服务器 139
12.1.1 使用http.Server类创建服务器 139
12.1.2 http.Server事件 140
12.2 处理HTTP的常用操作 142
12.3 请求对象和响应对象 142
12.3.1 http.ClientRequest类 142
12.3.2 http.ServerResponse类 146
12.4 REST概述 149
12.4.1 REST定义 149
12.4.2 REST设计原则 150
12.5 成熟度模型 151
12.5.1 第0级：使用HTTP作为传输方式 151
12.5.2 第1级：引入资源的概念 153
12.5.3 第2级：根据语义使用HTTP动词 153
12.5.4 第3级：使用HATEOAS 155
12.6 实战：构建REST服务 157
12.6.1 新增用户 157
12.6.2 修改用户 158
12.6.3 删除用户 159
12.6.4 响应请求 160
12.6.5 运行应用 161
12.7 上机演练 163
练习一：创建一个简单的HTTP服务器 163
练习二：实现一个简单的RESTful API服务 164
12.8 本章小结 165
第 13 章 WebSocket 166
13.1 创建WebSocket服务器 166
13.1.1 常见的Web推送技术 166
13.1.2 使用ws创建WebSokcet服务器 168
13.2 监听连接 168
13.3 发送和接收数据 169
13.3.1 发送数据 169
13.3.2 发送ping和pong 170
13.3.3 接收数据 170
13.4 准备的状态 171
13.5 关闭WebSocket服务器 171
13.6 实战：WebSocket聊天服务器 171
13.6.1 聊天服务器的需求 172
13.6.2 服务器的实现 172
13.6.3 客户端的实现 173
13.6.4 运行应用 174
13.7 上机演练 175
练习一：创建一个简单的WebSocket服务器 175
练习二：实现一个简单的聊天室功能 176
练习三：实现客户端与服务器的实时通信 177
13.8 本章小结 178
第 14 章 TLS/SSL 179
14.1 了解TLS/SSL 179
14.1.1 加密算法 179
14.1.2 安全通道 182
14.1.3 TLS/SSL握手过程 182
14.1.4 HTTPS 185
14.2 Node.js中的TLS/SSL 186
14.3 产生私钥 186
14.4 实战：构建TLS服务器和客户端 187
14.4.1 构建TLS服务器 187
14.4.2 构建TLS客户端 188
14.4.3 运行应用 189
14.5 上机演练 190
练习一：生成自签名SSL证书和私钥 190
练习二：构建TLS服务器和客户端 191
14.6 本章小结 192
第 15 章常用Web中间件 193
15.1 Express 193
15.1.1 安装Express 193
15.1.2 实战：编写Hello World应用 195
15.1.3 运行Hello World应用 195
15.1.4 实战：使用Express构建REST API 195
15.1.5 测试Express的REST API 198
15.2 Socket.IO 201
15.2.1 Socket.IO的主要特点 201
15.2.2 安装Socket.IO 202
15.2.3 实战：编写Socket.IO服务器 203
15.2.4 实战：编写Socket.IO客户端 204
15.2.5 运行应用 205
15.3 上机演练 206
练习一：使用Express构建REST服务 206
练习二：使用Socket.IO实现一个简单的实时聊天应用 207
15.4 本章小结 209
第 16 章 Vue.js与响应式编程 210
16.1 常见UI框架Vue.js 210
16.1.1 Vue.js与jQuery的不同 210
16.1.2 Vue.js的下载和安装 212
16.1.3 实战：创建Vue.js应用 214
16.2 了解Observable机制 217
16.2.1 了解Observable的基本概念 218
16.2.2 定义观察者 218
16.2.3 执行订阅 219
16.2.4 创建Observable对象 220
16.2.5 实现多播 221
16.2.6 处理错误 223
16.3 了解RxJS技术 224
16.3.1 创建Observable对象的函数 224
16.3.2 了解操作符 225
16.3.3 处理错误 226
16.4 了解Vue.js中的reactive 227
16.5 上机演练 229
练习一：探索Vue.js与jQuery的不同 229
练习二：使用create-vue创建并运行Vue.js应用 231
练习三：理解Vue.js中的响应式和Observable机制 231
16.6 本章小结 232
第 17 章操作MySQL 233
17.1 下载安装MySQL 233
17.1.1 下载安装包 233
17.1.2 解压安装包 233
17.1.3 创建my.ini 234
17.1.4 初始化安装 234
17.1.5 启动MySQL Server 234
17.1.6 使用MySQL客户端 235
17.1.7 关闭MySQL Server 235
17.2 MySQL的基本操作 236
17.3 实战：使用Node.js操作MySQL 237
17.3.1 安装mysql模块 237
17.3.2 实现简单的查询 239
17.3.3 运行应用 239
17.4 深入理解mysql模块 242
17.4.1 建立连接 242
17.4.2 连接选项 243
17.4.3 关闭连接 244
17.4.4 执行CURD 245
17.5 上机演练 247
练习一：安装并配置MySQL 247
练习二：使用Node.js操作MySQL进行基本数据库操作 248
练习三：深入理解mysql模块的使用 250
17.6 本章小结 251
第 18 章操作MongoDB 252
18.1 安装MongoDB 252
18.1.1 MongoDB简介 252
18.1.2 下载和安装MongoDB 253
18.1.3 启动MongoDB服务 254
18.1.4 连接到MongoDB服务器 254
18.2 MongoDB的基本操作 255
18.2.1 显示已有的数据库 255
18.2.2 创建和使用数据库 255
18.2.3 插入文档 256
18.2.4 查询文档 259
18.2.5 修改文档 264
18.2.6 删除文档 269
18.3 实战：使用Node.js操作MongoDB 270
18.3.1 安装mongodb模块 270
18.3.2 实现访问MongoDB 272
18.3.3 运行应用 272
18.4 深入理解mongodb模块 273
18.4.1 建立连接 273
18.4.2 插入文档 273
18.4.3 查找文档 274
18.4.4 修改文档 276
18.4.5 删除文档 277
18.5 上机演练 278
练习一：安装MongoDB并连接查看数据库 278
练习二：在Node.js应用中操作MongoDB 278
练习三：深入理解Node.js中的mongodb模块操作 279
18.6 本章小结 280
第 19 章操作Redis 281
19.1 下载和安装Redis 281
19.1.1 Redis简介 281
19.1.2 在Linux平台上安装Redis 282
19.1.3 在Windows平台上安装Redis 283
19.2 Redis的数据类型及基本操作 284
19.2.1 Redis key 284
19.2.2 Redis String 285
19.2.3 修改和查询key空间 286
19.2.4 Redis超时 287
19.2.5 Redis List 287
19.2.6 使用Redis List的第一步 288
19.2.7 List常见的用例 289
19.2.8 限制列表 289
19.3 实战：使用Node.js操作Redis 290
19.3.1 安装redis模块 290
19.3.2 实现访问Redis 291
19.3.3 运行应用 292
19.4 上机演练 293
练习一：安装Redis并测试连接 293
练习二：使用Redis存储和检索数据 293
练习三：使用Redis List实现消息队列 294
19.5 本章小结 295
第 20 章综合实战：基于WebSocket的即时聊天应用 296
20.1 应用概述 296
20.2 实现后台服务器 297
20.2.1 初始化websocket-chat 297
20.2.2 访问静态文件资源 298
20.2.3 事件处理 299
20.3 实现前台客户端 300
20.3.1 页面HTML及样式设计 300
20.3.2 业务逻辑 302
20.4 运行效果 309
20.5 上机演练 313
练习一：初始化WebSocket聊天应用 313
练习二：配置静态文件服务和事件处理 314
练习三：完善前台客户端 315
20.6 本章小结 316
参考文献 317

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