Node.jsとは？インストール方法を解説

Node.js とは、JavaScript をサーバーサイド（バックエンド）で使用するためのランタイム環境です。ブラウザだけで動いていた JavaScript をサーバーサイドでも活用できるようにする仕組みを提供します。

Node.js の主な特徴

1. 非同期・イベント駆動型
   • Node.js は非同期処理を得意とする設計になっています。これにより、リクエストを並列に処理する性能が高く、サーバーの応答性が向上します。
2. V8 JavaScript エンジンを使用
   • Google の Chrome ブラウザに搭載されている V8 エンジンを利用しているため、JavaScript の実行速度が非常に速いです。
3. 単一スレッド
   • Node.js は単一スレッドで動作しますが、内部で非同期 I/O 操作を行うことで効率よく複数のリクエストを処理します。
4. NPM（Node Package Manager）
   • Node.js のパッケージ管理システムで、数百万以上のパッケージ（モジュール）が利用可能です。これにより、アプリケーションの開発が迅速化します。
5. クロスプラットフォーム
   • Windows、macOS、Linux など、さまざまな環境で動作します。

Node.js の用途

Web サーバー

const http = require('http');
const server = http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello, World!\n');
});
server.listen(3000, () => {
    console.log('Server running at http://localhost:3000/');
});

リアルタイムアプリケーション

チャットアプリや WebSocket を利用したリアルタイム通信が必要なアプリに最適。

API サーバー

RESTful API や GraphQL API を作成する際に利用されます。

シングルページアプリケーション（SPA）との連携

React、Vue、Angular などのフロントエンドフレームワークと連携し、バックエンドとして利用。

スクリプト・自動化ツール

CLI ツールや自動化スクリプトを作成する際にも使用可能。

マイクロサービス

小規模で独立したサービスを構築するのに適しています。

Node.js を使うメリット

1. JavaScript 統一
   • フロントエンドとバックエンドの両方を JavaScript で統一できる。
2. 高速
   • 非同期処理と V8 エンジンにより、高速な処理が可能。
3. 豊富なモジュール
   • NPM の膨大なパッケージ群により、再利用可能なコードを簡単に利用可能。
4. アクティブなコミュニティ
   • オープンソースで開発されており、多くの開発者がサポートしています。

Node.js を選ぶべきケース

• リアルタイム機能が必要（例：チャットアプリ、ゲームサーバー）
• 軽量なバックエンドアプリケーションを作りたい
• JavaScript に慣れている
• フロントエンドとバックエンドを統一したい

注意点

• CPU 集中型タスクには不向き
  単一スレッドモデルなので、計算が重い処理には適していません。
• コールバック地獄
  非同期処理の設計によってコードが複雑になることがあるが、現在では async/await の使用で解決可能。

Node.jsの使用方法

以下は基本的なセットアップからコードの実行方法、具体的な活用例までを段階的に説明します。

事前準備

nvmを使用する場合、必要に応じてnvmのバージョンを最新にしてから実行します。
例）v0.40.1 をインストールする

curl -o- https://raw.githubusercontent.com/nvm-sh/nvm/v0.40.1/install.sh | bash

1. Node.js のインストール

公式サイト にアクセスします。https://nodejs.org/ja/download

LTS（Long Term Support）バージョンを選択してダウンロードします。
LTS は安定版で、一般的な使用に適しています。プルダウンでご自身の環境に合わせて変更してください。

インストール完了後、以下のコマンドでバージョンを確認します。

node -v
npm -v

node -v: Node.js のバージョンを確認。

npm -v: NPM（Node Package Manager）のバージョンを確認。

(外部サイト)Node.js公式サイト

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2. 初めてのスクリプトを作成

任意のフォルダを作成して移動します。

mkdir my-node-app
cd my-node-app

新しいファイルを作成します（例: app.js）。

touch app.js

ファイルにコードを記述します。例えば、Hello World スクリプト：

console.log("Hello, Node.js!");

実行します。

node app.js

結果として、Hello, Node.js! がコンソールに表示されます。

3. HTTP サーバーの作成

Node.js の基本的な用途の一つが、HTTP サーバーの構築です。

app.js に以下のコードを記述：

const http = require("http");

const server = http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
    res.end("Hello, World!\n");
});

server.listen(3000, () => {
    console.log("Server running at http://localhost:3000/");
});

実行します。

node app.js

ブラウザで http://localhost:3000/ にアクセスすると、Hello, World! と表示されます。

4. NPM を使ったパッケージ管理

Node.js の強みの一つは、NPM（Node Package Manager） を使ったライブラリの管理です。

パッケージの初期化

プロジェクトディレクトリで以下を実行して package.json を作成：

npm init -y

このコマンドで、デフォルト設定の package.json が生成されます。

パッケージのインストール

例: 人気のウェブフレームワーク Express をインストール。

npm install express

5. Express を使った Web アプリケーションの作成

app.js を以下の内容に変更します：

const express = require("express");
const app = express();

app.get("/", (req, res) => {
    res.send("Hello, Express!");
});

app.listen(3000, () => {
    console.log("App listening at http://localhost:3000");
});

実行します。

node app.js

ブラウザで http://localhost:3000 にアクセスすると、Hello, Express! と表示されます。

6. 非同期処理の基本

Node.js は非同期処理を得意としています。以下はファイルを読み込む例です。

fs モジュールを使った非同期ファイル読み込み：

const fs = require("fs");

fs.readFile("example.txt", "utf8", (err, data) => {
    if (err) {
        console.error(err);
        return;
    }
    console.log(data);
});

ファイル example.txt を作成し、任意のテキストを記述。

touch example.txt
echo "This is Node.js!" > example.txt

実行すると、example.txt の内容がコンソールに表示されます。

7. Node.js の活用例

1. リアルタイムアプリケーション
   WebSocket を使ってチャットアプリや通知システムを構築。
2. REST API サーバー
   Express を使って API を簡単に構築。
3. タスク自動化
   スクリプトを作成して定型業務を効率化。
4. データ処理
   大量のデータを扱うためのツール作成。

8. Node.js のデバッグ方法

Node.js にはデバッグツールが組み込まれています。

デバッグモードで実行：

node inspect app.js

Chrome DevTools を利用する：

node --inspect-brk app.js

ブラウザで chrome://inspect にアクセスしてデバッグ。