Node.js 入门教程 — JavaScript 后端开发

前置要求：JavaScript基础

学习时长：约2-3天（每天4小时）

Node.js版本：20+（LTS）

适用场景：后端API、实时应用、CLI工具、微服务

一、Node.js 是什么？

Node.js 是基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时，让 JavaScript 可以在服务器端运行。

特点	说明
语言	JavaScript（前端开发者无缝切换）
性能	非阻塞I/O，高并发处理能力强
生态	npm是全球最大的包管理器
适用场景	REST API、实时应用、CLI工具、BFF层

二、安装与配置

# macOS
brew install node

# Ubuntu
curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_20.x | sudo -E bash -
sudo apt install nodejs

# Windows
# 下载：https://nodejs.org/

# 验证
node -v
npm -v

# 包管理器（推荐pnpm）
npm install -g pnpm
pnpm -v

三、基础语法

// ====================
// 模块系统
// ====================

// ES Modules（推荐）
import fs from 'fs'
import path from 'path'
import { readFile, writeFile } from 'fs/promises'

// CommonJS（传统）
const fs = require('fs')
const path = require('path')

// ====================
// 内置模块
// ====================
import fs from 'fs/promises'
import path from 'path'
import os from 'os'
import crypto from 'crypto'

// 文件操作
const content = await fs.readFile('data.txt', 'utf-8')
await fs.writeFile('output.txt', 'Hello, Node.js!')
await fs.mkdir('data', { recursive: true })

// 路径操作
const fullPath = path.join(__dirname, 'data', 'file.txt')
const ext = path.extname('file.txt')  // '.txt'
const basename = path.basename('/path/to/file.txt')  // 'file.txt'

// 系统信息
console.log(os.platform())     // 'win32' / 'darwin' / 'linux'
console.log(os.cpus().length)  // CPU核心数
console.log(os.totalmem())     // 总内存

// 加密
const hash = crypto.createHash('sha256').update('password').digest('hex')
const uuid = crypto.randomUUID()

// ====================
// 环境变量
// ====================
const port = process.env.PORT || 3000
const nodeEnv = process.env.NODE_ENV || 'development'

四、Express 框架

# 安装
pnpm add express

# 创建项目
mkdir my-api && cd my-api
pnpm init
pnpm add express cors helmet morgan
pnpm add -D nodemon

// app.js
import express from 'express'
import cors from 'cors'
import helmet from 'helmet'
import morgan from 'morgan'

const app = express()
const PORT = process.env.PORT || 3000

// 中间件
app.use(helmet())         // 安全头
app.use(cors())           // 跨域
app.use(morgan('dev'))    // 日志
app.use(express.json())   // 解析JSON
app.use(express.urlencoded({ extended: true }))  // 解析表单

// 模拟数据
let users = [
  { id: 1, username: '张三', email: 'zhangsan@example.com', age: 25 },
  { id: 2, username: '李四', email: 'lisi@example.com', age: 30 }
]
let nextId = 3

// ====================
// 路由
// ====================

// GET - 用户列表
app.get('/api/users', (req, res) => {
  const { keyword, page = 1, size = 10 } = req.query
  
  let filtered = users
  if (keyword) {
    filtered = users.filter(u => 
      u.username.includes(keyword) || u.email.includes(keyword)
    )
  }
  
  const start = (page - 1) * size
  const paginated = filtered.slice(start, start + Number(size))
  
  res.json({
    code: 200,
    data: {
      items: paginated,
      total: filtered.length,
      page: Number(page),
      size: Number(size)
    }
  })
})

// GET - 单个用户
app.get('/api/users/:id', (req, res) => {
  const user = users.find(u => u.id === Number(req.params.id))
  
  if (!user) {
    return res.status(404).json({ code: 404, message: '用户不存在' })
  }
  
  res.json({ code: 200, data: user })
})

// POST - 创建用户
app.post('/api/users', (req, res) => {
  const { username, email, age } = req.body
  
  // 验证
  if (!username || !email) {
    return res.status(422).json({ code: 422, message: '用户名和邮箱不能为空' })
  }
  
  // 检查重复
  if (users.some(u => u.username === username)) {
    return res.status(409).json({ code: 409, message: '用户名已存在' })
  }
  
  const user = { id: nextId++, username, email, age }
  users.push(user)
  
  res.status(201).json({ code: 201, message: '创建成功', data: user })
})

// PUT - 更新用户
app.put('/api/users/:id', (req, res) => {
  const index = users.findIndex(u => u.id === Number(req.params.id))
  
  if (index === -1) {
    return res.status(404).json({ code: 404, message: '用户不存在' })
  }
  
  users[index] = { ...users[index], ...req.body }
  res.json({ code: 200, message: '更新成功', data: users[index] })
})

// DELETE - 删除用户
app.delete('/api/users/:id', (req, res) => {
  const index = users.findIndex(u => u.id === Number(req.params.id))
  
  if (index === -1) {
    return res.status(404).json({ code: 404, message: '用户不存在' })
  }
  
  users.splice(index, 1)
  res.json({ code: 200, message: '删除成功' })
})

// 错误处理中间件
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack)
  res.status(500).json({ code: 500, message: '服务器内部错误' })
})

// 启动服务器
app.listen(PORT, () => {
  console.log(`服务器运行在 http://localhost:${PORT}`)
})

// package.json
{
  "type": "module",
  "scripts": {
    "dev": "nodemon app.js",
    "start": "node app.js"
  }
}

五、中间件模式

// ====================
// 自定义中间件
// ====================

// 日志中间件
const logger = (req, res, next) => {
  const start = Date.now()
  res.on('finish', () => {
    const duration = Date.now() - start
    console.log(`${req.method} ${req.url} ${res.statusCode} ${duration}ms`)
  })
  next()
}

// 认证中间件
const auth = (req, res, next) => {
  const token = req.headers.authorization?.split(' ')[1]
  
  if (!token) {
    return res.status(401).json({ code: 401, message: '未登录' })
  }
  
  try {
    const decoded = jwt.verify(token, SECRET_KEY)
    req.user = decoded
    next()
  } catch (err) {
    res.status(401).json({ code: 401, message: 'token无效' })
  }
}

// 验证中间件
const validateUser = (req, res, next) => {
  const { username, email } = req.body
  const errors = []
  
  if (!username || username.length < 3) {
    errors.push('用户名至少3个字符')
  }
  if (!email || !email.includes('@')) {
    errors.push('邮箱格式不正确')
  }
  
  if (errors.length > 0) {
    return res.status(422).json({ code: 422, message: '验证失败', errors })
  }
  
  next()
}

// 使用中间件
app.post('/api/users', validateUser, (req, res) => {
  // 处理请求
})

app.get('/api/profile', auth, (req, res) => {
  res.json({ user: req.user })
})

六、数据库操作（Prisma ORM）

# 安装Prisma
pnpm add prisma @prisma/client
npx prisma init

// prisma/schema.prisma
generator client {
  provider = "prisma-client-js"
}

datasource db {
  provider = "mysql"
  url      = env("DATABASE_URL")
}

model User {
  id        Int      @id @default(autoincrement())
  username  String   @unique @db.VarChar(50)
  email     String   @unique @db.VarChar(100)
  age       Int      @default(0)
  isActive  Boolean  @default(true)
  createdAt DateTime @default(now())
  updatedAt DateTime @updatedAt
  posts     Post[]
}

model Post {
  id        Int      @id @default(autoincrement())
  title     String   @db.VarChar(200)
  content   String   @db.Text
  author    User     @relation(fields: [authorId], references: [id])
  authorId  Int
  createdAt DateTime @default(now())
}

# 数据库迁移
npx prisma migrate dev --name init
npx prisma generate

// 使用Prisma
import { PrismaClient } from '@prisma/client'
const prisma = new PrismaClient()

// 创建
const user = await prisma.user.create({
  data: {
    username: '张三',
    email: 'zhangsan@example.com',
    age: 25
  }
})

// 查询
const users = await prisma.user.findMany({
  where: { isActive: true },
  include: { posts: true },
  orderBy: { createdAt: 'desc' },
  skip: 0,
  take: 10
})

// 更新
const updated = await prisma.user.update({
  where: { id: 1 },
  data: { age: 26 }
})

// 删除
await prisma.user.delete({ where: { id: 1 } })

七、项目结构

my-api/
├── src/
│   ├── controllers/      # 控制器
│   │   └── userController.js
│   ├── middleware/        # 中间件
│   │   ├── auth.js
│   │   └── validate.js
│   ├── routes/           # 路由
│   │   ├── index.js
│   │   └── userRoutes.js
│   ├── services/         # 业务逻辑
│   │   └── userService.js
│   ├── utils/            # 工具函数
│   │   └── response.js
│   └── app.js            # Express应用
├── prisma/
│   └── schema.prisma     # 数据库模型
├── .env                  # 环境变量
├── package.json
└── README.md

八、常用npm包

包名	用途
express	Web框架
cors	跨域处理
helmet	安全头
morgan	HTTP日志
jsonwebtoken	JWT认证
bcryptjs	密码加密
multer	文件上传
dotenv	环境变量
prisma	ORM
zod	数据验证
winston	应用日志
bull	消息队列
ioredis	Redis客户端

学习建议

先掌握Express基础，理解路由和中间件
学习Prisma或TypeORM，数据库操作是核心
理解异步编程，async/await是必须掌握的
学会项目分层，controller/service/repository
做一个完整项目，如博客API或电商API

下一步学习

NestJS — 企业级Node.js框架
Fastify — 高性能框架
Next.js — React全栈框架