Изучаем Node. Переходим на сторону сервера

304 Pages·2017·5.11 MB·Russian

by  Шелли Пауэрс

ББК 32.988.02-018
УДК 004.737.5
П21
Пауэрс Ш.
П21 Изучаем Node. Переходим на сторону сервера. 2-е изд., доп. и перераб. — СПб.:
Питер, 2017. — 304 с.: ил. — (Серия «Бестселлеры O’Reilly»).
ISBN 978-5-496-02941-4
Технология Node.js всё еще молода и в то же время существует достаточно долго, чтобы крупные
корпорации (LinkedIn, Yahoo! и Netflix) взяли ее на вооружение.
Эта книга посвящена Node и тем модулям, которые образуют базовую функциональность Node.
Вы начнете знакомство с основ создания веб-сервера и базовых функциональностей, а затем перейдете
к системе модулей, REPL, разработке приложений, проблемам безопасности, дочерним процессам,
познакомитесь с новыми функциональностями, появившимися в ES6, комплексной разработкой
(Express, MongoDB, Redis, AngularJS и Backbone.js), приемами разработки приложений и, наконец,
с использованием Node в других областях, таких как микроконтроллеры и «интернет вещей».
12+ (В соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ.)
ББК 32.988.02-018
УДК 004.737.5
Права на издание получены по соглашению с O’Reilly. Все права защищены. Никакая часть данной книги не
может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских
прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как над-
ежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может
гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные
ошибки, связанные с использованием книги.
ISBN 978-1491943120 англ. Authorized Russian translation of the English edition of Learning Node,
2nd Edition ISBN 9781491943120 © 2016 Shelley Powers
This translation is published and sold by permission of O’Reilly Media, Inc., which
owns or controls all rights to publish and sell the same
ISBN 978-5-496-02941-4 © Перевод на русский язык ООО Издательство «Питер», 2017
© Издание на русском языке, оформление ООО Издательство «Питер», 2017
© Серия «Бестселлеры O’Reilly», 2017
Оглавление
Введение. 9
Для кого написана эта книга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Структура книги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Соглашения, используемые в этой книге . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Использование примеров кода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
От издательства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Глава.1 .Среда.Node 16
Установка Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Первая программа для Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Простейшее приложение Hello, World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
«Hello,World» — новая версия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Параметры командной строки Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Среда хостинга Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Хостинг Node на вашем сервере, VPS или управляемом хосте . . . . . . . . . . 27
Облачный хостинг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
LTS-версия и обновление Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Новое семантическое управление версиями Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Обновление Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Node, V8 и ES6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Дополнения C/C++ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Глава.2 .Структурные.элементы.Node:.глобальные.объекты,..
события.и.асинхронная.природа.Node. 36
Объекты global и process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Объект global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Объект process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6. . . Оглавление
Буферы, типизованные массивы и строки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Буферы, JSON, StringDecoder и строки UTF-8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Операции с буфером . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Обратные вызовы и асинхронная обработка событий в Node . . . . . . . . . . . . . . . 51
Очередь событий (цикл) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Создание асинхронной функции обратного вызова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
EventEmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Цикл событий Node и таймеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Вложенные обратные вызовы и обработка исключений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Глава.3 .Модули.Node.и.менеджер.пакетов.Node.(npm). 76
Система модулей Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Как Node находит и загружает модуль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Изоляция и модуль VM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Знакомство с NPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Создание и публикация собственных модулей Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Создание модуля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Упаковка целого каталога . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Подготовка модуля к публикации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Публикация модуля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Изучение модулей Node и три важнейших модуля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Управление обратными вызовами с использованием Async . . . . . . . . . . . .101
Commander и волшебство командной строки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Модуль Underscore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
Глава.4 .Интерактивная.работа.с.REPL.и.подробнее.о.Console.. 111
REPL: первые впечатления и неопределенные выражения . . . . . . . . . . . . . . . . .112
Преимущества REPL: понимание внутренних принципов
работы JavaScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Многострочный и более сложный код JavaScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Команды REPL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
REPL и rlwrap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Специализированная версия REPL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
Бывает всякое — сохраняйтесь чаще . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
О необходимости консоли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
Типы консольных сообщений, класс Console и блокировка . . . . . . . . . . . . .127
Форматирование сообщения с использованием util .format()
и util .inspect() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
Расширенная обратная связь с объектом console и таймером . . . . . . . . .133
Оглавление 7
Глава.5 .Node.и.Веб. 135
Модуль HTTP: сервер и клиент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Что необходимо учесть при создании статического веб-сервера . . . . . . . . . . 140
Использование Apache в качестве прокси-сервера для приложения Node . .151
Разбор строки запроса с использованием Query String . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
Преобразование DNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153
Глава.6 .Node.и.локальная.система. 156
Знакомство с операционной системой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
Потоки и pipe() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
Знакомство с модулем File System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
Класс fs .Stats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162
Отслеживание изменений в файловой системе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Чтение и запись файлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165
Работа с каталогами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166
Файловые потоки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
Обращение к ресурсам с модулем Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Создание программы командной строки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172
Сжатие/восстановление данных с использованием Zlib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Каналы и модуль ReadLine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
Глава.7 .Сети,.сокеты.и.безопасность 181
Серверы, потоки и сокеты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
Сокеты и потоки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Серверы и сокеты TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
Сокет UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .188
Защита передаваемых данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Настройка TLS/SSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190
Работа с HTTPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192
Модуль Crypto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
Глава.8 .Дочерние.процессы. 201
child_process .spawn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
child_process .exec и child_process .execFile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205
child_process .fork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208
Выполнение приложения в дочернем процессе в Windows . . . . . . . . . . . . . . . . .210
Глава.9 .Node.и.ES6. 213
Строгий режим . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213
let и const . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215
8. . . Оглавление
Стрелочные функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Классы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Обещания и Bluebird . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223
Глава.10 .Комплексная.разработка.приложений.Node.. 226
Express — фреймворк для приложений Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Системы управления баз данных MongoDB и Redis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234
MongoDB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Redis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238
AngularJS и другие комплексные фреймворки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
Глава.11 .Node.в.разработке.и.эксплуатации.приложений.. 254
Отладка приложений Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
Отладчик Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Node Inspector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Модульное тестирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264
Модульное тестирование и модуль Assert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
Модульное тестирование с использованием Nodeunit . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268
Другие фреймворки тестирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Обеспечение бесперебойной работы Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273
Эталонные тесты и нагрузочное тестирование с использованием
Apache Bench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .277
Глава.12 .Node.в.других.средах. 280
Samsung IoT и GPIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Windows с Chakra Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
Node для микроконтроллеров и микрокомпьютеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Fritzing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285
Node и Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Node и Raspberry Pi 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .298
Введение
Технология Node.js существует достаточно долго, чтобы быть принятой
некоторыми крупными технологическими компаниями (LinkedIn, Yahoo!
и Netflix). При этом она все еще остается достаточно молодой, чтобы вызы-
вать определенное беспокойство у типичного корпоративного руководителя
среднего звена. Когда-то она послужила движущей силой для создания более
сложного языка JavaScript, а также стала единственным безопасным местом
для использования нового, улучшенного сценарного языка. А поскольку долг
платежом красен, передовой язык JavaScript стал движущей силой развития
переработанной структуры Node.js и новой парадигмы выпуска.
Среда Node.js также переопределила то, что можно делать с JavaScript. В наши
дни работодатель требует от разработчика JavaScript опыта работы в сервер-
ной среде так же часто, как опыта работы в более знакомой среде браузера.
Кроме того, Node.js создает новый серверный язык, заслуживающий внимания
разработчиков Ruby, C++, Java и PHP на стороне сервера, особенно если они
уже владеют JavaScript.
Я считаю, что Node.js — интересная штука. По сравнению со многими другими
средами начало работы с ним, создание и размещение приложения и экспери-
менты с новыми возможностями требуют минимальных усилий. Служебный
код, необходимый для проекта Node, не такой сложный и нудный, как в других
средах. Только у PHP существует настолько простая среда, но даже она требу-
ет тесной интеграции с Apache для создания приложений, ориентированных
на обслуживание внешних запросов.
Впрочем, при всей простоте Node.js некоторые аспекты выяснить самостоя-
тельно довольно сложно. Действительно, для изучения Node.js необходимо
хорошее знание среды и базовых API, но вам также не обойтись без поиска
и освоения этих трудноуловимых аспектов.
10. . . Введение
Для.кого.написана.эта.книга
На мой взгляд, читатели этой книги относятся к двум категориям.
В первую входят разработчики, которые создавали клиентские приложения
с разными библиотеками и фреймворками и теперь хотят перенести свои на-
выки владения JavaScript на сторону сервера.
Ко второй категории относятся разработчики серверных приложений, ко-
торые хотят попробовать что-то новое или перейти на более современную
технологию. Они работали на Java или C++, Ruby или PHP, а теперь они
желают освоить язык JavaScript и объединить его со своим знанием сервер-
ной среды.
У этих двух вроде бы разных аудиторий есть одно общее знание: JavaScript (или
ECMAScript, если выражаться точнее). Читатель этой книги должен очень
уверенно владеть языком JavaScript. Есть и другое сходство: обеим категориям
придется изучать одни и те же азы Node, включая базовый Node API.
Однако каждая категория смотрит на изучение Node со своей точки зрения
и руководствуется своими навыками. Чтобы книга приносила больше пользы,
я постаралась представить материал с обеих точек зрения. Например, разра-
ботчика C++ или Java может заинтересовать создание дополнений для Node на
языке C++, которое вряд ли вызовет интерес у разработчика клиентских при-
ложений. В то же время такие концепции, как прямой или обратный порядок
байтов, могут быть очень знакомыми для разработчиков серверных приложе-
ний, но не для специалистов по клиентскому программированию. Я не могу
глубоко изложить любую из этих перспектив, но постараюсь, чтобы материал
не показался слишком сложным или скучным любому читателю.
Я совершенно точно не собираюсь заставлять вас что-либо заучивать наизусть.
В книге будут представлены API базовых модулей, но я не стану описывать
все объекты и все функции, потому что они документированы на сайте Node.
Вместо этого я постараюсь рассмотреть важнейшие аспекты всех базовых
модулей и конкретную функциональность Node, которая, на мой взгляд, осо-
бенно важна для того, чтобы вы не уступали другим разработчикам Node. Ко-
нечно, основной фактор успеха — практика, а эта книга — средство обучения.
Перевернув последнюю страницу книги, вы сможете самостоятельно перейти
к углубленному изучению конкретных типов функциональности, например
работе с семейством технологий MEAN (Mongo-Express-Angular-Node). Ма-
териал книги станет отправной точкой, от которой вы сможете пойти в любом
из интересующих вас направлений Node.