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请解释 Node.js 中的网络模块(http、https),如何创建 HTTP服务器?

1. Node.js 中的网络模块(http 和 https

原理与作用

  • Node.js 的 httphttps 模块是内置的核心模块,用于创建 HTTP 和 HTTPS 服务器。

  • http 模块基于 Node.js 的事件驱动架构,利用 libuvHTTP parser 库高效处理 HTTP 请求和响应。

  • https 模块在 http 模块的基础上增加了 SSL/TLS 加密功能,用于创建安全的 HTTPS 服务器。

2. 如何创建 HTTP 服务器

基础示例

以下是使用 http 模块创建一个简单 HTTP 服务器的代码示例:

// 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,指定编码为 UTF-8
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8' });

  // 返回响应内容
  res.end('欢迎访问我的 Node.js HTTP 服务器!');
});

// 监听端口
const port = 3000;
server.listen(port, () => {
  console.log(`服务器已启动,正在监听 http://localhost:${port}`);
});
代码解析
  1. http.createServer()

    • 创建一个 HTTP 服务器实例,接受一个回调函数作为参数。

    • 回调函数会在每次 HTTP 请求到达时触发,传入 req(请求对象)和 res(响应对象)。

  2. reqres

    • req 对象包含与传入请求相关的信息(如 URL、HTTP 方法、Headers)。

    • res 对象用于设置响应状态、发送响应数据。

  3. server.listen()

    • 将服务器绑定到指定的端口和 IP 地址(默认是 localhost127.0.0.1)。

高级示例:支持路由和参数
const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  // 解析请求路径
  const url = req.url;
  console.log(`请求路径:${url}`);

  if (url === '/') {
    // 主页
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html' });
    res.end('<h1>首页</h1><p>欢迎访问首页!</p>');
  } else if (url === '/about') {
    // 关于页面
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html' });
    res.end('<h1>关于我</h1><p>这里是关于我的页面。</p>');
  } else {
    // 未找到页面
    res.writeHead(404, { 'Content-Type': 'text/html' });
    res.end('<h1>404 - 页面未找到</h1>');
  }
});

server.listen(3000, () => {
  console.log('服务器已启动,访问 http://localhost:3000');
});

3. 合理化的使用建议

使用模块化开发
  • 将路由、中间件、业务逻辑拆分到不同模块中。

  • 示例:

    // routes.js
    module.exports = {
      home: (req, res) => res.end('首页内容'),
      about: (req, res) => res.end('关于页面内容')
    };
    
    // server.js
    const http = require('http');
    const routes = require('./routes');
    
    const server = http.createServer((req, res) => {
      switch (req.url) {
        case '/':
          routes.home(req, res);
          break;
        case '/about':
          routes.about(req, res);
          break;
        default:
          res.writeHead(404);
          res.end('未找到页面');
      }
    });
    
    server.listen(3000);
使用中间件
  • 中间件用于在请求处理过程中添加通用逻辑(如日志记录、身份验证)。

  • 示例:

    const logRequest = (req, res, next) => {
      console.log(`[${new Date().toISOString()}] ${req.method} ${req.url}`);
      next(); // 调用下一个中间件或路由处理器
    };
    
    const server = http.createServer((req, res) => {
      logRequest(req, res, () => {
        // 处理请求逻辑
        res.end('Hello Middleware!');
      });
    });
使用模板引擎(可选)
  • EJSPug,用于动态生成 HTML 内容。

  • 示例(使用 EJS):

    const ejs = require('ejs');
    const fs = require('fs');
    
    const server = http.createServer(async (req, res) => {
      const template = await fs.promises.readFile('./template.ejs', 'utf8');
      const html = ejs.render(template, { name: 'Alice' });
      res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html' });
      res.end(html);
    });

4. 实际开发中需要注意的点

错误处理
  • 始终处理所有可能的错误(如文件读取失败、数据库查询失败)。

  • 示例:

    fs.readFile('non-existent-file.txt', (err, data) => {
      if (err) {
        res.writeHead(500);
        res.end('文件读取失败');
        return;
      }
      res.end(data);
    });
性能优化
  • 使用 gzip 压缩响应数据,减少传输时间。

    const zlib = require('zlib');
    res.writeHead(200, {
      'Content-Type': 'text/html',
      'Content-Encoding': 'gzip'
    });
    zlib.gzip('<h1>Compressed page</h1>', (err, gzipData) => {
      res.end(gzipData);
    });
安全性
  • 使用 HTTPS

    const https = require('https');
    const fs = require('fs');
    
    const options = {
      key: fs.readFileSync('server.key'),
      cert: fs.readFileSync('server.cert')
    };
    
    https.createServer(options, (req, res) => {
      res.end('安全的 HTTPS 服务器');
    }).listen(443);
  • 防止 XSS 和 CSRF 攻击:

    • 对用户输入进行验证和过滤。

    • 使用安全的头信息(如 Content-Security-Policy)。

关闭服务器
  • 优雅关闭服务器,确保所有请求处理完成后再退出。

    const gracefulShutdown = () => {
      server.close(() => {
        console.log('服务器已关闭');
        process.exit(0);
      });
    
      setTimeout(() => {
        console.error('强制关闭服务器');
        process.exit(1);
      }, 3000);
    };
    
    process.on('SIGTERM', gracefulShutdown);

5. 总结

  • httphttps 模块是构建 Node.js 服务的基础,灵活运用它们可以创建功能强大的 HTTP/HTTPS 服务器。

  • 开发建议包括模块化、中间件、模板引擎以及安全性、性能优化等。

  • 实际开发中要特别注意错误处理、安全性以及优雅关闭服务器等细节。

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