作者 | Mohit
譯者 | 蓋磊策劃 | 田曉旭
Node.js 自發布以來，已成為業界重要破局者之一。Uber、、 和沃爾瑪等大型企業，紛紛將技術棧轉向 Node.js。Node.js 支持開發功能強大的應用，例如實時追蹤 App、視頻 / 文本聊天引擎、社交媒體 App 等，當前已成為開發人員熱衷的一項技能。本文作者基于自身實施經歷，給出一張 Node.js 學習路線圖。建議開發人員考慮深入掌握 Node.js 之前，必須明確自己構建的目標，否則容易半途而廢。目標導向有助于在學習中聚焦關鍵技能，而非糾結于是否值得去學習。
必備技能
對于一名前端開發人員，在考慮掌握后端技能時，無需花費大量的精力學習去 。而對于完全小白，如果想要在盡可能短的時間內掌握 Node.js，在深入前必須領會如下概念：
此外，Node.js 中涉及大量的異步編程處理，推薦掌握如下概念：
npm 軟件包管理
Node 軟件包管理（Node ，npm）提供當前規模最大的注冊軟件庫，其中提供 80 多萬種軟件包。正確使用 npm，可極大地降低軟件包管理的復雜度，非常便于解決應用開發中的依賴問題。
npm 提供三個組成模塊：
npm 還可管理各版本的代碼及依賴。如果使用 npx，無需下載軟件包即可運行軟件包。
Node.js 基礎知識
事件發射器（Event ）：做為 Node.js 中的對象，Event 在操作執行完成后發送消息，觸發特定的事件。開發人員也可編寫代碼，監聽 Event 發出的事件。例如，一旦完成特定的前端操作，諸如鼠標點擊、按鍵和鼠標移動等交互操作軟件開發 時間表 模板，需在后端做進一步處理。這時后端的 Node.js 環境使用 類，構建相應的事件處理模塊，用于處理操作事件。
回調（）：回調是特定任務執行完成后調用的函數，不影響其它代碼的同時執行，避免了異步處理產生阻塞。鑒于 Node.js 中需處理大量的異步任務，因此回調無處不在。回調是實現應用無縫快速執行的關鍵，其運作機制如下圖所示：
類：設計用于處理原始二進制數據的 Node.js 類，操作 V8 引擎外分配的內存。 類實現為大小不可調整的整數數組，并提供一整套二進制數據操作方法。例如，對于表示范圍在 0 到 255 之間字節值的內存中整數，使用 .log() 輸出該 實例，會給出一系列十六進制值。
模塊系統（ ）：使用 Node.js 生態系統提供的模塊，可實現一些復雜功能。模塊是可復用的 代碼，實現特定的功能。
開發技能
版本管理系統：掌握 git、 等的使用。開發中，應盡量避免交叉修改代碼導致的更改不可逆。因此，在大型項目中需使用版本控制系統管理。要熟悉版本控制系統的使用，開發人員應該具備扎實的基礎知識。
HTTP/HTTPS 協議：一位優秀的 Node.js 開發人員，應具備傳輸協議數據傳輸的基礎知識，因為每位后端開發人員都需要深入理解 HTTP/HTTPS 的工作機制。HTTPS 使用稱為 TLS（ Layer ）的加密協議加密通信。后端環境中有大量要學習的知識點，這對于 Web 小白是頗具難度的。簡而言之，基本的 Web 通信主要包括六種請求方法：
Web 框架
注意：本文僅列出了部分推薦 Web 框架。使用 Node.js 構建個人項目時，為降低學習難度，推薦從中選定一種框架，否則學習難度很高。
.js：提供構建應用所需的最小化接口和工具，非常靈活易用，大量 npm 模塊可直接插入 使用。
.js：一種構建 應用的萬事通框架，提供內建的 ，支持 。運行 myapp，即可生成一個具有 后端的 HTML/ 頁面。使用 .js 可有效助降低項目開發時間，并簡化項目的維護。當然如果只是構建一個簡單的 Web 應用，還是推薦使用 。
Sails.js：一種支持快速構建 REST API、單頁應用（SPA）和實時 APP 的 MVC 框架。如果開發人員考慮實操一些重要技能，例如使用 支持實時操作，使用按約定編程（ over ）方法等，推薦學習 Sails.js。
Koa.js：如果開發人員考慮構建一個經得起時間考驗、易于維護的魯棒應用，Koa.js 無疑是很好的選擇。Koa 應用實現為包含一組中間件函數數組的對象，其中函數以堆棧方式執行。
Nest.js：該框架繼承了 的理念，使用 構建，并且在底層使用了 .js，因此兼容大多數 中間件。Nest 提供很好的模塊化結構，代碼組織在不同模塊中，進而構建高效、良好擴展的應用。
數據庫管理
學習 Node.js 需要掌握大量的后端技能。對于一名小白，開始可選擇 MySQL 等數據庫。只有厘清后端系統設計的基礎知識，才能根據項目的需求，考慮在 MySQL 等基本 SQL 數據庫之外選取后端。
注意：關系數據庫依然是主流。例如，在建模產品、類比、標簽等時依然主要使用關系表結構。類似于電子表格，關系表由行和列組成。
關系數據庫管理系統
SQL ：微軟的關系數據庫產品，支持標準 ANSI SQL，也提供產品獨有的 SQL 實現。
MySQL：一款優秀的關系數據庫管理系統，時由 提供的開源后端軟件，具備按需改進代碼的靈活性。MySQL 可很好地替代 、 SQL 等商業數據庫產品。
：具有大規模開發團隊支持的開源產品，可運行在 Linux、UNIX 和 等大多數主流操作系統上。 支持絕大多數標準 SQL 查詢，還提供復雜 SQL 查詢、外鍵、觸發器、事務、MVCC、流復制等特性。
：MySQL 的改進版，額外內建了多種特性、安全和性能改進。簡而言之， 性能優于 MySQL，推薦在大型應用中使用 。例如， 的大型連接池支持超過 20 萬的并發連接，顯著優于 MySQL。
云數據庫服務
Azure ：一種全球分布式數據庫服務，支持遠程管理數據。對于大型應用，云數據庫在擴展型和可管理性上具有優勢。 Azure 完全簡化了可擴展和分布能力，在同一后端上支持多種數據模型，即可同時用于文檔、鍵值、關系和圖模型。該服務不依賴于任何模式，因此可稱為 NoSQL 數據庫，但可使用支持 ACID 交易的查詢語言。
：非常適用于具有 SQL 經驗的用戶，提供全托管 NoSQL 數據庫服務，具有高性能，可預測，擴展性很好。 支持創建關系表，可存儲并檢索任何規模的數據，提供任何服務等級的請求。
NoSQL 數據庫
：面向文檔的 NoSQL 數據庫，適用于大規模數據存儲。類似于表是關系數據庫的基礎， 使用集合（）和文檔（）。其中，文檔包含了鍵值對，是 的基本數據單元。集合包含一系列文檔和函數，對標關系數據庫中的表。
Redis：可用于數據庫、緩存和消息代理（ ）。Redis 使用字符串、哈希、列表、集合、位圖、 和時空索引等數據結構，以鍵值形式存儲數據。下面舉例說明：
假設應用必須處理授權用戶的不同操作。每次驗證用戶身份，都必須獲取應用中訪問權限控制模塊的授權。實現此類安全機制的方案很多。例如軟件開發 時間表 模板，標準的 JOSE（ 對象簽名和加密）框架可確保應用數據的安全性。但面對多種授權時，應用同樣很難擴展。除了發送授權列表給用戶，另一種解決方案是將用戶授權以某種形式的數據庫存儲。授權以鍵值對（也稱為令牌）形式提供，用戶必須提供鍵值進行驗證。
： 創建的高度可擴展、高性能的分布式數據庫，設計針對物理上分布的海量數據，實現無單點故障的存儲。不同于其它關系數據庫系統， 在分布式設計上參考了 ，數據模型使用 。
：一款超輕量級、高性能的 .NET NoSQL 嵌入數據庫，實現無服務器的文檔存儲。 使用于小型的桌面應用、Web 應用，可根據每個用戶的每個賬戶建立一個獨立數據庫。
搜索引擎
注意：為什么需要了解搜索引擎技術，下面舉例說明。如果使用谷歌搜索引擎，它本身就是一個完整的 Web 應用。對于 Solr 和 等后端框架，它們會對所有類型數據集創建索引，進而在服務器提供搜索功能。Solr 支持百萬級用戶的搜索引擎網站。
：一種基于 使用 Java 開發的搜索和分析引擎，實現海量數據的實時存儲和分析。其高性能來自于對索引而非文本的搜索，核心基于結構化文檔，而非關系表和模式，提供豐富的 REST API 存儲和搜索數據。 可認為是一臺處理 JSON 請求并返回 JSON 數據的服務器。
Solr：提供包括字段搜索、布爾查詢、短語查詢、模糊查詢、語法檢查、自動填全等高級實時搜索功能。
緩存
注意：緩存使用內存中存儲文件拷貝，降低網絡調用，提供更快的網絡響應。
內存緩存
該技術大多數情況下使用服務器的內存，因此通常稱為內存緩存。服務器的一部分內存用作緩存，存儲降低應用網絡調用所需的所有數據。Node.js 提供的節點緩存（node-cache）和內存緩存（-cache）軟件庫，很好地處理了 Node 服務器上的內存緩存。
分布式緩存
分布式緩存將多個網絡內存整合為單一的內存數據存儲，進而用于緩存最終數據，提供對數據的快速訪問。該技術尤其適用于大規模數據和大量網絡調用的情況，通過在群集中添加更多的服務器實現緩存容量的增量擴展和擴容。Redis 是目前最廣為使用的 分布式內存，推薦進一步了解 。
模板引擎
模板引擎支持在應用開發中使用靜態模板文件，并在運行時替換模板文件中的變量為實際值，生成發送給客戶的 HTML 文件。下面列出了一些廣為使用的模板引擎。
實時通信
.io：對于起步接觸后端開發的學習者，了解 .io 的實時通信需要補充很多知識，主要底層邏輯在客戶端和服務器之間。.io 支持客戶和服務器間的雙向數據流，可視為實現兩個終端間實時通信的同步數據流行為。這需要客戶在瀏覽器支持 .IO，并且服務器端繼承了 .IO 軟件包，進而數據才能以 JSON 請求的形式發送。
API 客戶端REST
在 REST 提出之前，API 使用遠程過程調用（RPC）開發，類似于本地執行的代碼。期間許多技術使用了類似于 RPC 的技術棧，并未從根本上解決問題，直到 REST 提出以更好的方式構建基于 Web 的 API。
REST 架構使用基本 HTTP 調用進行通信，避免了使用 COBRA、COM +，RPC 等復雜方式通信。在 REST 中，調用是基于消息的，依賴 HTTP 標準描述消息。在 Node.js 生態中，推薦使用 node-rest- 和 Axios。這兩個軟件庫為快速 Web 應用提供了很好的支持。
可很好地替代 REST。它使用 API 優先為客戶準確提供所請求的數據，是一種靈活并且對開發人員友好的替代方案，可使用 IDE 部署。 具有多項優點，包括在不影響現有查詢情況下添加和禁用數據域，以及支持多種方式構建 API。
測試 單元測試框架
單元測試實現各單元和組件的隔離測試。其中，單元可以是應用中的最小可測試代碼部分。下面列出 Node.js 的最好的單元測試框架：
模擬測試（）
單元測試的規模越小越好，并盡可能輕量級執行。但在一些情況下，測試對象存在對其他對象的依賴。
例如，對于需要與域服務器或 Web 通信的對象，無法執行快速、輕量級的測試，這時就需要 測試。運行 測試不需要任何實際數據庫，或是任何類型的連接，只返回給出預期結果的對象。 測試只使用一些基本對象，模擬給出實際測試結果，因此可擺脫所有局限更快地運行測試。
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