PDF de programación - Introduccion a Nodejs a través de Koans

INTRODUCCIÓN A NODE.JS A
TRAVÉS DE KOANS

Arturo Muñoz de la Torre Monzón (@arturomtm)
Ingeniero de Teleco por la Universidad Politécnica de
Madrid. Entusiasta de las tecnologías que dan vida a la
Web. Curioso e imaginativo, siempre en evolución.

Introducción a Node.JS a través de Koans
por Arturo Muñoz de la Torre Monzón

http://nodejskoans.com

Revisión del texto:
D. Carlos Ángel Iglesias Fernández
Profesor en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de
Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid.

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está sujeto a una licencia Creative Commons Atribu-
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Koans for Node.js

Copyright (C) 2013

Arturo Muñoz de la Torre

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El diseño de la portada ha corrido a cargo del autor del libro, empleando para ello
las tipografías: Bebas Neue, una versión modificada de la Aharoni Bold, Comfor-
taa, Tribal Animals Tatto Design (http://tattoowoo.com/) y Entypo pictograms
by Daniel Bruce (www.entypo.com).

2013-05-23

A mis padres, Arturo y Fabi, y a
mi hermano Edu, por su apoyo y
confianza sin límites.

A Irene, porque sin ella no hubie-
ra llegado nunca al final.

Índice general

Índice general

Índice de Tablas

Índice de Figuras

1. Introducción

1.1. ¿Qué son los Koans? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Guía de lectura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Conseguir el código fuente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I

V

VII

1
2
3
6

2. Introducción a Node v0.8

7
9
2.1. ¿Qué es Node? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.2. “Es una plataforma” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1. El proceso de arranque de Node . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
2.2.2. El formato CommonJS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.3. Módulos disponibles en el core de Node
. . . . . . . . . . . . . 15
2.2.4. Módulos de terceras partes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3. “Construida encima del entorno de ejecución de JavaScript de Chro-

me” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.1. El lenguaje JavaScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.2. El motor V8 de Google . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.4. “Fácil desarrollo de rápidas, escalables aplicaciones de red”
. . . . . 25
2.5. “Usa E/S no bloqueante dirigida por eventos” . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5.1. El modelo de Concurrencia de Node . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5.2. Arquitectura de Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.5.3. La clase EventEmitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.5.4. Postponiendo la ejecución de funciones . . . . . . . . . . . . . . 34
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.6. “Es ligero y eficiente” [1]

I

2.7. “Perfecto para aplicaciones en tiempo real data-intensive” . . . . . . . 36
2.7.1. Tiempo real y Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.7.2. ¿Para qué es útil Node entonces? . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3. Módulos Buffer y Dgram

39
3.1. Aspectos de UDP relevantes para Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.2. UDP en Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3. Codificación de caracteres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4. Buffers en Javascript
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.5. Aplicación con Buffers y UDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5.1. Descripción del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5.2. Diseño propuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.5.2.1. El protocolo RTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.5.2.2. Descripción de la solución . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.6. Objetivos de los Koans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.7. Preparación del entorno y ejecución de los Koans . . . . . . . . . . . . 62
3.8. Conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

4. Módulos Stream y Net

65
4.1. Aspectos de TCP relevantes para Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.2. Streams en Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3. TCP en Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.4. Aplicación con Streams TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.4.1. Descripción del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.4.2. Diseño propuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.5. Objetivos de los Koans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.6. Preparación del entorno y ejecución de los Koans . . . . . . . . . . . . 85
4.7. Conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

5. Módulo Http

89
5.1. Aspectos de HTTP relevantes para Node . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.1.1. La parte del Cliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.1.2. La parte del Servidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.2. HTTP en Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.2.1. ServerRequest
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.2.2. ServerResponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.2.3. Clientes HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.2.4. ClientResponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

II

5.3. Aplicación con HTTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.3.1. Descripción del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.3.2. Diseño propuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.4. Objetivos de los Koans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.5. Preparación del entorno y ejecución de los Koans . . . . . . . . . . . . 119
5.6. Conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

6. Express

121
6.1. Connect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
6.2. Express . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.2.1. Request
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.2.2. Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.3. MongoDB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.4. Aplicación de ejemplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
6.4.1. Clon de Twitter, objetivo 1: autenticación y control de sesiones 140
6.4.1.1. Descripción del Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
6.4.1.2. Diseño propuesto al Objetivo implementado con Ex-

press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
6.4.1.3. Objetivos de los Koans
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.4.1.4. Preparación del entorno y ejecución de los Koans . . . 150

6.4.2. Clon de Twitter, objetivo 2: publicación de whizs y follow y

unfollow de otros usuarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.4.2.1. Descripción del Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.4.2.2. Diseño propuesto al Objetivo implementado con Ex-

press . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
6.5. Conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

6.4.2.3. Objetivos de los Koans

7. Socket.IO

157
7.1. ¿Qué es Socket.IO? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

7.1.1. “Socket.IO pretende hacer posible las aplicaciones en tiempo

real”

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
. . . . . . . . . . . . . 158

7.1.2. “en cada navegador y dispositivo móvil”
7.1.3. “difuminando las diferencias entre los diferentes mecanismos

de transporte”

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
7.2. Usando Socket.IO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
7.2.1. Servidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

III

7.2.2. Cliente [2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
7.3. Aplicación con Socket.IO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
7.3.1. Descripción del juego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
7.3.2. Objetivos perseguidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
7.3.3. Diseño propuesto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
7.3.4. Implementación con Socket.IO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.4. Objetivos de los Koans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7.5. Preparación del entorno y ejecución de los Koans . . . . . . . . . . . . 187
7.6. Conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

8. Conclusión y trabajos futuros

189

A. Listados

191
A.1. Módulos dgram y Buffer
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
A.2. Módulos net y Stream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
A.3. Módulo http . . . . .