你的第一个Node.js应用：Hello World
引言：从命令行到代码世界，一步跨越
欢迎来到《Node.js 服务端开发》专栏的第三篇文章！如果你已跟随前两篇掌握了Node.js的起源和安装，现在是时候点亮你的第一个应用了。"Hello World"不仅仅是一个传统，它是编程之旅的起点——一个简单却深刻的仪式，帮助你验证环境、熟悉语法，并奠定后续复杂应用的基石。
在2025年9月，随着Node.js LTS版本22.19.0的稳定性和Current版本24.8.0的创新（如增强的诊断工具和更快的启动时间）， 创建一个Hello World应用比以往更高效。本文将从命令行运行简单脚本入手，逐步引入console.log的使用、模块导入的机制，并附带调试技巧。我们不会停留在表面：每个步骤都将深入解释原理、历史背景、最佳实践和常见陷阱。假设你已安装Node.js（参考上文），我们将使用纯JavaScript编写，无需额外框架。
为什么从Hello World开始？它源于1978年的《C程序设计语言》，象征最小可运行程序。在Node.js中，这意味着理解REPL（Read-Eval-Print Loop）、脚本执行和模块系统——这些是构建API、CLI工具或微服务的基石。到本文结束，你将能自信地运行、调试和扩展简单脚本。准备好你的代码编辑器（如VS Code，推荐Node.js扩展）和终端，让我们开始！
第一步：命令行运行简单脚本——Node.js的REPL与文件执行
Node.js的魅力在于其双重身份：既是运行时环境，又是交互式壳层。让我们从最基础的命令行交互开始，逐步转向文件脚本。这不仅仅是输出文本，更是理解Node.js事件循环的入门。
进入REPL：交互式探索
REPL是Node.js的内置壳层，类似于Python的交互模式或浏览器的控制台。它允许实时执行JavaScript代码，完美适合初学者测试想法。
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启动REPL：打开终端（Windows的PowerShell、macOS/Linux的Terminal），输入
node并回车。你将看到>提示符，表示进入REPL模式。 -
运行第一个Hello World：在
>后输入console.log('Hello, Node.js World!');并回车。Node.js会立即执行，输出"Hello, Node.js World!"，然后返回undefined（JavaScript中无返回值的默认）。这背后的原理？REPL基于V8引擎，读取输入（Read）、求值（Eval）、打印结果（Print）、循环等待（Loop）。在2025年的Node.js 24.8.0中，REPL支持Top-Level Await（无需async函数即可await Promise），提升交互性。
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多行输入与实验：试试定义变量：
let greeting = 'Hello';然后greeting + ' World!';输出结果。退出REPL用.exit或Ctrl+C两次。
深度洞见：REPL的历史源于Lisp的交互式开发，Node.js从0.1.0版就内置它。它不只是玩具：在生产中，可用于调试运行中的应用（如node --inspect结合Chrome DevTools）。常见错误：忘记分号导致语法错误——REPL会用...提示继续输入。
从脚本文件运行：构建可重用代码
交互式好，但实际应用需文件。让我们创建第一个脚本。
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创建文件：用编辑器新建
hello.js，输入以下代码：console.log('Hello, Node.js World!'); -
运行脚本：在终端导航到文件目录，运行
node hello.js。输出相同，但这是文件执行：Node.js读取文件、解析为模块、运行主线程。扩展一下：添加多行：
const message = 'Hello, Node.js World!'; console.log(message); console.log('Current Node version:', process.version); // 输出如 v22.19.0运行后，你将看到版本信息——
process是Node.js全局对象，提供环境细节。
原理剖析：Node.js脚本执行基于CommonJS模块系统（虽ES Modules渐流行）。文件视为模块，node命令触发事件循环：加载模块、执行代码、处理异步（此处无）。相比浏览器JS，Node无DOM，但有文件系统和网络API。
最佳实践：用.js扩展；脚本开头加#!/usr/bin/env node（shebang）使Unix可直接执行（如./hello.js，需chmod +x）。2025年，Node 22.19.0优化了启动时间，减少了20%开销，适合CLI工具。
常见陷阱：路径错误（用cd导航）；编码问题（确保UTF-8）。若输出乱码，检查终端编码。
第二步：掌握console.log——日志输出的艺术与科学
console.log是调试和输出的核心，但它远不止打印字符串。在Node.js中，它是console模块的实例，提供丰富方法，帮助构建信息丰富的应用。
基础用法与变体
- 简单日志：如上例，
console.log('Hello')输出到stdout（标准输出）。 - 多参数：
console.log('Hello', 'World')输出 “Hello World”，空格分隔。 - 格式化：用占位符，如
console.log('Hello %s', 'Node')输出 “Hello Node”。支持%s（字符串）、%d（数字）、%j（JSON）。
扩展脚本：
console.log('Formatted: %d users online', 42);
console.dir({ name: 'Node', version: process.version }); // 深度打印对象
console.table([{ id: 1, name: 'Alice' }, { id: 2, name: 'Bob' }]); // 表格输出
运行后，看到美观的表格——console.table是Node 10+引入，2025年增强了颜色支持（TTY终端）。
高级日志：时间戳与分组
- 计时：
console.time('label')和console.timeEnd('label')测量执行时间，调试性能瓶颈。 - 分组：
console.group('Group')和console.groupEnd()嵌套日志，便于阅读复杂输出。
示例脚本advanced-log.js：
console.time('Execution');
console.group('User Info');
console.log('Name: Node.js');
console.info('Version: %s', process.version); // info类似log，但语义不同
console.groupEnd();
console.timeEnd('Execution');
深度分析：console模块源于浏览器，但Node扩展了它：支持stderr（console.error红色输出）。在生产中，重定向日志到文件（如node app.js > log.txt）或用Winston库。历史：早期Node日志简陋，v0.6引入console.dir提升对象可视化。
性能考虑：过多log影响I/O；在高负载下，用条件log（如if (process.env.NODE_ENV === 'development') console.log()）。
第三步：模块导入——Node.js的模块化世界
Node.js的强大源于模块系统：复用代码、组织项目。从内置模块到自定义，导入是关键。
内置模块导入
Node提供核心模块如fs（文件系统）、path（路径处理）。无需安装，直接require。
更新hello.js：
const os = require('os'); // 导入os模块
console.log('Hello from', os.hostname());
console.log('Platform:', os.platform());
运行：输出主机名和平台（如’darwin’ for macOS）。
ES Modules替代：Node 14+支持import（需.mjs扩展或package.json “type”: “module”）。示例hello.mjs：
import os from 'os';
console.log('Hello from', os.hostname());
运行node hello.mjs。
对比：CommonJS (require) 同步加载，ES Modules异步，支持树摇（tree-shaking）。2025年，Node 24.8.0默认鼓励ES Modules，提升与浏览器兼容。
自定义模块：构建与导入
创建greet.js：
function greet(name) {return `Hello, ${name}!`;
}
module.exports = greet;
在hello.js导入：
const greet = require('./greet'); // ./表示当前目录
console.log(greet('Node.js World'));
运行：自定义问候。注意路径：绝对 vs 相对；无扩展默认.js。
深度机制：模块缓存——require一次，后续复用。导出可多值：module.exports = { fn1, fn2 }。常见错误：循环依赖导致空对象；解决用延迟require。
最佳实践：用index.js作为入口；大型项目分文件夹（如lib/）。NPM模块导入类似：先npm i lodash，然后const _ = require('lodash');。
第四步：调试技巧——从基础到高级
调试是开发的灵魂。Node.js提供内置工具，无需第三方。
基础调试：console与–inspect
- 日志调试：用
console.trace()打印栈迹；console.assert(condition, msg)断言。 - 断点调试：运行
node --inspect hello.js，打开Chrome://inspect，连接Node目标。设置断点、步进执行。
示例：加debugger;在代码中，运行node inspect hello.js进入CLI调试器（next, cont, repl命令）。
高级工具：VS Code与性能分析
- VS Code集成：创建launch.json，配置"program": “${workspaceFolder}/hello.js”。F5启动调试。
- Clinic.js：安装
npm i -g clinic，clinic doctor -- node hello.js分析CPU/内存。
2025更新：Node 22.19.0的–experimental-inspector-hooks允许自定义钩子；v24.8.0集成WebSocket调试，提升远程能力。
常见问题：异步调试难——用async栈迹。内存泄漏？用--heapsnapshot-signal捕获快照。
结语：Hello World，仅是开始
通过这个Hello World，你已从命令行脚本、console.log、模块导入到调试技巧，构建了Node.js基础。记住：简单应用揭示深层原理，如事件循环和模块缓存。实验这些代码，犯错并修复——那是成长之道。