Node.js 作为一种基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时环境，凭借其异步非阻塞 I/O 模型和高性能的特点，已成为搭建 Web 服务器的热门选择，本文将详细介绍如何使用 Node.js 搭建 Web 服务器，包括基础实现、模块化扩展、性能优化及常见问题解决方案。
Node.js 搭建 Web 服务器的基础实现
Node.js 搭建 Web 服务器的核心是利用其内置的 http 模块。http 模块提供了创建 HTTP 服务器和客户端的方法，是 Node.js 进行网络通信的基础，以下是一个最简单的 Web 服务器实现示例：
// 引入 http 模块
const http = require('http');
// 创建服务器
const server = http.createServer((req, res) => {
// 设置响应头
res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8' });
// 发送响应内容
res.end('Hello, Node.js Web Server!');
});
// 启动服务器，监听 3000 端口
server.listen(3000, () => {
console.log('Server is running at http://localhost:3000/');
});
代码解析：
require('http')：引入 Node.js 内置的http模块。http.createServer()：创建一个 HTTP 服务器，接收一个回调函数作为参数，该函数在每次请求到达时执行。req（request 对象）：包含请求信息，如请求方法、请求头、请求 URL 等。res（response 对象）：用于向客户端发送响应，如设置响应头、发送响应数据等。
res.writeHead()：设置响应状态码和响应头。200表示请求成功，'Content-Type'指定响应内容的类型和字符编码。res.end()：结束响应并发送内容，调用该方法后，服务器将不再向客户端发送数据。server.listen()：启动服务器并监听指定端口（本例为 3000），回调函数在服务器启动成功后执行。
运行上述代码后,在浏览器中访问 http://localhost:3000/，即可看到 "Hello, Node.js Web Server!" 的输出。
路由处理与动态响应
实际应用中,服务器需要根据不同的 URL 和请求方法返回不同的内容，此时需要实现路由功能，以下是一个简单的路由处理示例：
const http = require('http');
const server = http.createServer((req, res) => {
// 获取请求方法和 URL
const { method, url } = req;
// 设置响应头
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain; charset=utf-8');
// 根据路由返回不同内容
if (method === 'GET' && url === '/') {
res.end('Welcome to the Homepage!');
} else if (method === 'GET' && url === '/about') {
res.end('About Us Page');
} else if (method === 'POST' && url === '/submit') {
let body = '';
req.on('data', chunk => {
body += chunk.toString();
});
req.on('end', () => {
res.end(`Received data: ${body}`);
});
} else {
res.writeHead(404);
res.end('404 Not Found');
}
});
server.listen(3000, () => {
console.log('Server is running at http://localhost:3000/');
});
代码改进：
- 通过
req.method和req.url获取请求方法和 URL，实现简单的路由判断。 - 对于 POST 请求，需要监听
req的data事件来获取请求体数据，并在end事件中处理并发送响应。
使用 Express 框架简化开发
虽然原生 http 模块可以搭建 Web 服务器，但在实际项目中，使用 Express 框架可以更高效地处理路由、中间件、模板引擎等功能，以下是使用 Express 搭建 Web 服务器的步骤：
安装 Express
在项目目录下运行以下命令安装 Express：
npm init -y npm install express
创建 Express 服务器
const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;
// 定义路由
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Welcome to Express Server!');
});
app.get('/users/:id', (req, res) => {
const userId = req.params.id;
res.send(`User ID: ${userId}`);
});
// 启动服务器
app.listen(port, () => {
console.log(`Express server is running at http://localhost:${port}/`);
});
代码解析：
express()：创建 Express 应用程序实例。app.get()：定义 GET 请求的路由，第一个参数为 URL 路径，第二个参数为处理函数。req.params：获取路由参数（如id）。res.send()：发送响应内容，Express 会自动设置响应头。
中间件的使用
中间件是函数,可以访问请求对象（req）、响应对象（res）和应用程序的请求-响应周期中的 next 函数，以下是一个中间件示例：
// 日志中间件
app.use((req, res, next) => {
console.log(`${req.method} ${req.url} - ${new Date().toISOString()}`);
next(); // 将控制权传递给下一个中间件或路由
});
// 解析 JSON 请求体的中间件
app.use(express.json());
// 解析 URL 编码请求体的中间件
app.use(express.urlencoded({ extended: true }));
静态文件服务与模板引擎
静态文件服务
Express 提供了内置的中间件 express.static 来服务静态文件（如 CSS、JavaScript、图片等）：
app.use(express.static('public')); // public 目录下的文件可通过 URL 直接访问
假设 public 目录下有一个 style.css 文件，则可通过 http://localhost:3000/style.css 访问。
模板引擎
模板引擎用于动态生成 HTML 页面，Express 支持 EJS、Pug、Handlebars 等模板引擎，以下是使用 EJS 的示例：
安装 EJS
npm install ejs
配置 EJS 并渲染模板
app.set('view engine', 'ejs'); // 设置模板引擎
app.set('views', './views'); // 设置模板文件目录
app.get('/profile', (req, res) => {
const user = { name: 'Alice', age: 25 };
res.render('profile', { user }); // 渲染 profile.ejs 文件
});
views/profile.ejs 文件内容：
<!DOCTYPE html> <html> <head>User Profile</title> </head> <body> <h1>User: <%= user.name %></h1> <p>Age: <%= user.age %></p> </body> </html>
性能优化与部署
性能优化
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集群模式：利用 Node.js 的
cluster模块实现多进程，充分利用多核 CPU：const cluster = require('cluster'); const os = require('os'); if (cluster.isMaster) { const cpuCount = os.cpus().length; for (let i = 0; i < cpuCount; i++) { cluster.fork(); // 创建工作进程 } } else { // 工作进程中启动服务器 app.listen(3000); } -
缓存：使用 Redis 等工具缓存常用数据，减少数据库查询。
-
压缩响应：使用
compression中间件压缩响应数据：npm install compression
const compression = require('compression'); app.use(compression());
部署
- 使用 PM2：PM2 是一个流行的 Node.js 进程管理器，支持集群模式、日志管理等功能。
安装 PM2：
npm install pm2 -g
启动应用：
pm2 start app.js -i max # -i max 表示自动使用所有 CPU 核心启动集群
- 反向代理：使用 Nginx 作为反向代理，处理静态文件、负载均衡和 HTTPS。
相关问答 FAQs
问题 1：Node.js 搭建 Web 服务器时，如何处理跨域（CORS）问题？
解答：跨域资源共享（CORS）是浏览器出于安全考虑对跨域请求的限制，在 Express 中，可以使用 cors 中间件解决：
- 安装
cors：npm install cors
- 在应用中使用：
const cors = require('cors'); app.use(cors()); // 允许所有来源的跨域请求 // 或配置特定来源 // app.use(cors({ origin: 'https://example.com' }));cors中间件会自动设置Access-Control-Allow-Origin等响应头，使浏览器允许跨域请求。
问题 2：Node.js Web 服务器如何处理文件上传？
解答：可以使用 multer 中间件处理文件上传，以下是示例：
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安装
multer：npm install multer
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配置文件上传路由：
const multer = require('multer'); const upload = multer({ dest: 'uploads/' }); // 上传文件存储在 uploads 目录 app.post('/upload', upload.single('file'), (req, res) => { if (!req.file) { return res.status(400).send('No file uploaded.'); } res.send(`File uploaded: ${req.file.originalname}`); });在前端表单中,需设置
enctype="multipart/form-data"和name="file"（与upload.single('file')中的参数一致）。req.file包含上传文件的信息，如文件名、大小、存储路径等。
