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学习 Node.js,第 1 单元:Node.js 学习路径概述

获取 Node.js 教程系列的简要概述

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简介

您是否想在服务器上运行 JavaScript?本教程正是为您而打造。不过,通过这一学习路径,您将会了解到 Node.js 不仅仅是"服务器上的 JavaScript"。

作为一个主题,Node 可谓博大而精深。选择有限数量的主题来介绍如此庞大的研究对象是一项艰巨的任务。因为无法预测每个新的 Node 开发人员需要什么,所以我就问自己:"在开始 Node 旅程之前,我想知道什么?"

最终便产生了这个学习路径。希望您能喜欢。

除了作为全球最流行的编程语言之一外,JavaScript 不仅功能强大而且还易于学习(但我不会撒谎,它很难精通)。除了其他方面,Node 还是服务器上的 JavaScript。

作为一个平台,Node.js 是现存最流行的服务器平台之一,也是 MEAN 堆栈的支柱。这意味着,如果您了解 Node,您的工作前景将会很美好

Node 十分强大

Node.js 使用非阻塞 I/O 模型和异步编程风格。虽然 JavaScript 是一种单线程语言,但对于表现良好的 Node 应用而言,这不会产生重大问题。JavaScript Web 开发人员习惯于使用回调、Promise 和新的异步/等待语法,在浏览器中进行异步编程。Node 可为服务器带来这一体验。

Node 还具有争夺可扩展性的秘密武器:事件循环。通过使用异步编程技术,结合在后台不同线程中处理 I/O 请求的事件循环,Node 可以实现荒谬模式可扩展性(这是不容忽视的一点)。

Node 是一个社区

Node.js 社区是一个互动、活跃且开放的社区。在 Node 社区中通过 npm 注册表实现代码共享是很常见的事情,您可以在此找到许多要在应用中使用的代码,以及配套的文档和源代码。

想要参与?您可以通过多种方式为 Node 社区中已广泛开展的工作做出贡献。

此学习路径的结构

此学习路径分为两个主要部分:

  • 第一部分:学习 Node.js - 第 2-9 单元
    • 安装软件 - 第 2 单元
    • Node.js 编程模型 - 第 3-6 单元
    • npm 和包 - 第 7-8 单元
    • 测试 - 第 9 单元
  • 第二部分:应用所学知识:Node.js 实践 - 第 10-14 单元

学习路径的源代码

Node.js 学习路径设有一个 GitHub 存储库,其中包含每个单元的每个示例,您可以自行运行这些示例并按照相关资料操作。

此外,第一部分中的大多数单元都配有小测试和一些编程练习。每个编程练习的答案都包含在 GitHub 存储库中,以便在您遇到困难时给予帮助。

前提条件

为了充分利用此学习路径,您应该熟悉 JavaScript。如果您不熟悉 JavaScript,但有使用 C++、Java、C#、PHP、Python 等其他编程语言的经验,那么应该也没什么问题。

如果您根本没有编程经验,那么可能很难完成这个学习路径。但幸运的是,IBM Developer 上有很多其他很棒的资源,有助于您做好准备以完成此学习路径。

您必须能够在计算机上安装软件。同时还应该能够熟练地在您特定的平台上使用命令行。如果您使用的是 MacOS(就像我一样),这里指的就是终端窗口。在 Windows 上是指命令提示符,在 Linux 上则是指命令行。

现在,让我们来谈谈学习路径本身。

第一部分:学习 Node

您将学习如何使用 Node.js。您将安装完成学习路径所需的软件,然后学习 Node.js 的理论,学习如何编写 Node 应用代码以及如何编写测试。

以下是每个单元的简短摘要。

第 2 单元:安装 Node.js 和 npm 软件

本教程将展示如何安装 node 程序本身以及用于管理 Node 项目的 npm

在本教程中,我将展示在计算机上获取 Node 软件的三种方法。活跃的 Node 开发者社区意味着它在不断发展。例如,在编写此学习路径花费的 10 周时间里,Node 经历了五次修订(在我写这篇文章时,从 10.4.1 升级到 10.9.0)。

您必须平衡 Node 安装过程的简便程度与日后升级的难度。因此,我会按照安装过程的简便程度介绍安装选项,这恰好与升级的容易程度相反。我为您提供了必要的信息,帮助您选择合适您的安装方法。

  • 从 nodejs.org 下载 - 下载适用于您平台的安装包,并将其安装在计算机上。
  • Homebrew(仅限 MacOS)- 下载并安装 Homebrew,然后使用 brew install node 安装 Node
  • Node Version Manager (nvm) - 下载并安装 nvm,然后使用 'nvm install` 安装 Node,以便安装您需要的 Node 版本

您可以观看视频,我将在其中指导您完成每种类型的安装。

在完成第 2 单元后,您就可以编写 Node 程序了。

第 3 单元: Node.js 之旅

为此,在第三个教程中,我将简要介绍 Node 的所有"移动部件":

  • Node 运行时,包括:
    • Node API:JavaScript 实用程序,如文件和网络 I/O,以及其他许多实用程序,如加密和压缩
    • Node 核心:一组实现 Node API 的 JavaScript 模块。(显然,一些模块依赖于 libuv 和其他 C++ 代码,但这是一个实现细节)。
    • JavaScript 引擎:Chrome 的 V8 引擎,一种快速的 JavaScript 到机器代码编译器,用于加载、优化和运行 JavaScript 代码
    • 事件循环:使用名为 libuv 的事件驱动的非阻塞 I/O 库实现,使其实现轻量级和高效(且可扩展)
  • Read-Eval-Print Loop (REPL)
  • 非阻塞 I/O 模型
  • npm 生态系统

但是,这并不是所有理论。您编写的代码将在 REPL 中运行,并展示 Node 的非阻塞 I/O 模型。

您可以通过视频查看 REPL 实践,甚至还可以通过小测试来检验自己对单元中资料的理解程度。

作为 Node 程序员,如果对 Node 架构和非阻塞 I/O 模型的了解越深入,您就越有可能技高一筹。在完成本 Node 教程后,您将会基本了解 Node 的后台工作方式,知道所有移动部件如何协同工作才能使 Node 应用正常运行。

第 4 单元:Node.js 概念

第 4 单元将深入介绍 Node.js 概念,通过比较和对比两种不同类型的业务:银行和咖啡店,您可以了解有关 Node 非阻塞 I/O 模型和异步编程风格的更多信息。要想成为一名高效的 Node 程序员,就应时刻牢记这些概念。

然后,您将仔细查看 Node 的模块系统:如何使用和创建模块、如何使用模块,以及何时将它们用于同步和异步编程。

我将向您说明如何使用 Chrome V8 概要分析器查找代码中的性能热点,您将在此对同步和异步编程示例进行概要分析,这些示例说明了 Node 非阻塞 I/O 模型的强大功能以及常规的异步编程风格。

在第 4 单元的最后,将会概述在整个学习路径中广泛使用的 Promise。

完成本教程后,您将能够很好地掌握非阻塞 I/O、异步编程、Chrome V8 引擎和负载测试。

您可以查看此单元随附的视频,我在视频中介绍了 Node 模块的工作方式、非阻塞 I/O 的示例以及如何在 Node 应用上执行负载测试。另外,还提供了一个小测试来检验您的理解程度,以及一些编程练习,以便您可以编写代码。

第 5 单元:Node 事件循环

Node 可扩展性的关键在于事件循环,它支持非阻塞 I/O 模型。

基于先前单元中的概念,您将进一步了解什么是事件循环、使用事件循环的原因以及如何对定时器、I/O、process.nextTick() 和 Promise 使用回调来绘制出事件循环的阶段。我谈论的其他主题包括:

  • Node 事件以及如何创建一个定制事件
  • 流以及如何使用它们来绘制出事件循环的阶段
  • 如何将自变量传递至计时器回调

完成本教程之后,您将能够大体上全面掌握 Node 内部结构,特别是事件循环。

我在第 5 单元中提供了一个视频,帮助说明此单元中出现的一些概念。另外,还提供了一个小测试来帮助您评估学习进度,以及一些编程练习,以便您也可以编写代码。

第 6 单元:您的第一个 Node.js 应用

在第 6 单元中,您将加入一个模拟的 Node 项目团队,在此完成编写应用核心,即帮助用户创建购物清单。本单元向您介绍作为真实项目的开发者应如何使用 Node。

别担心,您不必从头开始编写整个应用。在此特定场景中,您将进入部分创建的项目并完成该项目。

在该场景中,您将完成一组 REST 服务,支持贵公司已出售给客户的购物清单应用。随着学习路径的逐步推进,您将不断完善购物清单应用,了解功能测试,知道如何将数据加载到数据库中,以及如何在 VSCode 调试器中调试代码。

第 6 单元以视频结束,我会在这个视频中向您介绍如何设置项目。我还会带您浏览一下代码,介绍如何运行功能测试,进而确定应用何时按照规范运行。如果顺利通过功能测试,您的代码便可正常运行!

另外,还有一个小测试来检验您的理解程度,并且作为练习,您需要完成该应用(不必担心,如果您遇到困难,我会提供解决方案)。

在完成本教程后,您将编写完成第一个 Node.js 应用,并准备好深入了解 Node 编程知识。

第 7 单元:Node Package Manager (npm)

包管理是 Node 编程不可或缺的一部分,因此有必要单开一个单元。npm 不仅仅是包管理器程序 (npm),还是文档、包和整个生态系统。在第 7 单元中,我会向您介绍所有这些内容及其他更多内容。

务必要参加小测试来检验您的理解程度。

完成本教程后,您将能够很好地掌握 npm。

第 8 单元:Node 依赖管理

在第 8 单元中,您将学习如何管理依赖。

Node 依赖管理的核心是 package.json,它是 Node 项目的清单。它包括:

  • 项目元数据,如名称、版本等
  • SemVer(Semantic Versioning,语义化版本控制)格式的依赖信息
  • 其他众多内容

我将展示如何创建一个新的 Node 项目,其中 npm 工具将为您创建一个骨架 project.json

您还将了解语义化版本控制 (SemVer),明白为何它对 Node 依赖管理如此重要,以及为何必须理解它才能指定您的依赖关系,进而让 npm 正确管理这些依赖关系。

第 8 单元包含了一个视频,我会在该视频中介绍 package.json 文件的必需元素以及 semver 在依赖管理中的作用。另外,还提供了一个小测试来检验您对第 8 单元概念的理解程度。

在完成本教程后,您将能够全面了解 Node 依赖管理,以及 package.json 在 Node 项目中的作用。

第 9 单元:测试

测试是软件开发的基础部分。在第 9 单元中,我会向您介绍几个工具,帮助您测试 Node 应用以捕获任何 bug:

通过结合使用这三个工具,可帮助您构建出色的无瑕软件。

您还将学习如何在代码上运行名为 linter 的工具,用于分析可能出现的错误,并确保您的代码遵循一致的行业标准编码样式。

第 9 单元包含了一个视频和一个小测试。

在完成本教程后,您就可以应用从本学习路径的前 9 个单元学到的 Node 知识。

第二部分:应用所学知识

在第二部分,您可以亲自实践所学知识,并解决作为一名专业的 Node 开发者肯定会遇到的一些问题。

以下是第二部分中每个单元的简短摘要。

第 10 单元:日志记录

应用日志记录是一个需要清晰策略的领域。console.log() 适合业余爱好者,但专业的 Node 开发者应使用日志记录包。

在第 10 单元中,您将学习如何为 Node 应用使用两个非常流行的日志记录包:

我之所以挑选了这两个日志记录包,是因为作为一名专业的 Node.js 开发者您可能会用到它们。当然还有其他一些日志记录包,我们先着重关注这两个包,并在此基础上积累相关经验。

该单元还附带一个视频,您可以观看视频,了解这两个日志记录器的实际运用。

第 11 单元:ExpressJS

ExpressJS 是一个简约的高性能开源 Web 框架,可能是用于 Node.js 应用的最流行的 Web 框架。由于良好地证明了其性能和流行程度,Express 也是 LoopBack 等其他流行框架的支柱。

在第 11 单元中,您将使用我在第 6 单元中放置在购物清单应用的 REST 服务上的 Express Web 前端。您将了解 Express 中间件、路由以及使用 Pug(以前称为 Jade)查看模板处理。

在使用 Express 中间件时,您将学习使用 express-validator 进行数据验证和清理的技术。

该单元还附带一个视频,您可以观看视频,了解购物清单 UI 的实际运行情况。

第 12 单元:MongoDB

MongoDB 是全球最受欢迎的 NoSQL 数据库之一,因此,作为一名专业的 Node 开发者,您很可能会用到它(或类似它的 NoSQL 数据库)。

在本教程中,您将再次使用购物清单应用,只是这次记录系统是 MongoDB。我会向您简要介绍 MongoDB,展示如何在 MacOS、Windows 和 Linux 上安装此数据库,并介绍购物清单应用的数据访问组件(Data Access Components)如何使用 MongoDB。

此外,我还会额外介绍一下 Mongoose,这是一个非常流行的 MongoDB 对象数据映射 (ODM) 实用程序。请务必查看该单元源码中包含的 Mongoose 源文件。作为练习,您可以随意使用它们,如果您觉得自己能够接受挑战,也可以将 Mongoose 插入购物清单应用中。

第 12 单元还提供了一个视频,我在视频中简要介绍了 MongoDB,以及一些 MongoDB 术语,并且还展示了 MongoDB API 的一些实际运用。

第 13 单元:调试和概要分析

有时,我们编写的代码会有一些难以跟踪的错误,这时源码级调试就会派上用场。

在其他一些时候,代码虽然在功能上是完美的,但却无法良好执行(或扩展),概要分析器(profiler)这时就会派上用场。

对于任何开发者来说,能够执行源码级调试和概要分析都是一项非常不错的技能。

在第 13 单元中,我将向您介绍如何使用 VSCode 源码级调试器逐行走查代码。学习如何检查变量,设置监视表达式,甚至是如何调试 Mocha 测试。

我还会向您介绍如何使用 Apache Bench(我会在第 4 单元中介绍)和名为 clinic 的概要分析工具来查找代码中的热点。

概要分析是 Node 开发者必备的技能。为什么?异步编程并不容易。有时,这会导致单凭查看代码,很难(或根本不可能)找出代码中的热点(即性能瓶颈)。您 必须 运行概要分析器。

这里还提供一个视频展示如何设置 VSCode 来执行源码级调试,以及如何使用 clinic doctor 和 bubble 概要分析器来查找性能瓶颈。

14 单元即将发布,敬请关注。

第 14 单元:Cloudant

Cloudant 是 IBM Cloud 中提供的高性能、高可用性、以文档为中心的 NoSQL 数据库即服务 (DBaaS) 产品。

在与 Node 非阻塞 I/O 模型和异步编程模型(如微服务)配合使用的应用程序类型中,NoSQL 数据库非常受欢迎。

大多数企业都开始了云迁移进程,因为托管自己的服务器不仅成本高昂,还会使您面临可用性问题。通过使用云计算,您只要为所需的云服务买单,因此就不会因无力承受的昂贵硬件而望洋兴叹。随着越来越多的公司迁移到云端,您需要确保知道如何创建可在云上扩展的应用。

第 14 单元即介绍了如何将购物清单应用的数据迁移到 IBM Cloud 中。您将学习如何设置自己的 Cloudant 服务,并且将能够使用完成的完整工作应用代码。

这里也提供一个视频,向您介绍如何设置 Cloudant 服务,帮助您熟悉 Cloudant 仪表板,了解如何通过仪表板直接使用数据库。

结束语

希望您对本学习路径所涵盖的内容已有了大致的了解,并且已经迫不及待地想要一显身手。

视频

在该视频中,我将指导您完成学习路径,解释您在这一过程中将要学习的内容。

观看视频:学习 Node.js,第 1 单元:Node.js 学习路径概述
观看视频:学习 Node.js,第 1 单元:Node.js 学习路径概述

观看视频:学习 Node.js,第 1 单元:Node.js 学习路径概述

参考资源

本文翻译自:Learn Node.js, Unit 1: Overview of Node.js Learning Path(2018-10-11)


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ArticleTitle=学习 Node.js,第 1 单元:Node.js 学习路径概述
publish-date=08012019