使用 NestJS 开发 Node.js 应用

NestJS 最早在 2017.1 月立项，2017.5 发布第一个正式版本，它是一个基于 Express，使用 TypeScript 开发的后端框架。设计之初，主要用来解决开发 Node.js 应用时的架构问题，灵感来源于 Angular。在本文中，我将粗略介绍 NestJS 中的一些亮点。

组件容器

NestJS 采用组件容器的方式，每个组件与其他组件解耦，当一个组件依赖于另一组件时，需要指定节点的依赖关系才能使用：

import { Module } from '@nestjs/common';
import { CatsController } from './cats.controller';
import { CatsService } from './cats.service';
import { OtherModule } from '../OtherModule';

@Module({
  imports: [OtherModule],
  controllers: [CatsController],
  providers: [CatsService],
})
export class CatsModule {}

依赖注入（DI）

与 Angular 相似，同是使用依赖注入的设计模式开发

当使用某个对象时，DI 容器已经帮你创建，无需手动实例化，来达到解耦目的：

// 创建一个服务
@Inject()
export class TestService {
  public find() {
    return 'hello world';
  }
}

// 创建一个 controller
@Controller()
export class TestController {
  controller(
    private readonly testService: TestService
  ) {}
  
  @Get()
  public findInfo() {
    return this.testService.find()
  }
}

为了能让 TestController 使用 TestService 服务，只需要在创建 module 时，作为 provider 写入即可：

@Module({
  controllers: [TestController],
  providers: [TestService],
})
export class TestModule {}

当然，你可以把任意一个带 @Inject() 的类，注入到 module 中，供此 module 的 Controller 或者 Service 使用。

背后的实现基于 Decorator + Reflect Metadata，详情可以查看深入理解 TypeScript - Reflect Metadata。

细粒化的 Middleware

在使用 Express 时，我们会使用各种各样的中间件，譬如日志服务、超时拦截，权限验证等。在 NestJS 中，Middleware 功能被划分为 Middleware、Filters、Pipes、Grards、Interceptors。

例如使用 Filters，来捕获处理应用中抛出的错误：

@Catch()
export class AllExceptionsFilter implements ExceptionFilter {
  catch(exception: any, host: ArgumentsHost) {
    const ctx = host.switchToHttp();
    const response = ctx.getResponse();
    const request = ctx.getRequest();
    const status = exception.getStatus();

    // 一些其他做的事情，如使用日志

    response
      .status(status)
      .json({
        statusCode: status,
        timestamp: new Date().toISOString(),
        path: request.url,
      });
  }
}

使用 interceptor，拦截 response 数据，使得返回数据格式是 { data: T } 的形式：

import { Injectable, NestInterceptor, ExecutionContext } from '@nestjs/common';
import { Observable } from 'rxjs';
import { map } from 'rxjs/operators';

export interface Response<T> {
  data: T;
}

@Injectable()
export class TransformInterceptor<T>
  implements NestInterceptor<T, Response<T>> {
  intercept(
    context: ExecutionContext,
    call$: Observable<T>,
  ): Observable<Response<T>> {
    return call$.pipe(map(data => ({ data })));
  }
}

使用 Guards，当不具有 'admin' 角色时，返回 401：

import { ReflectMetadata } from '@nestjs/common';
export const Roles = (...roles: string[]) => ReflectMetadata('roles', roles);

@Post()
@Roles('admin')
async create(@Body() createCatDto: CreateCatDto) {
  this.catsService.create(createCatDto);
}

数据验证

得益于 class-validator 与 class-transformer 对传入参数的验证变的非常简单：

// 创建 Dto
export class ContentDto {
  @IsString()
  text: string
}

@Controller()
export class TestController {
  controller(
    private readonly testService: TestService
  ) {}
  
  @Get()
  public findInfo(
    @Param() param: ContentDto     // 使用
  ) {
    return this.testService.find()
  }
}

当所传入参数 text 不是 string 时，会出现 400 的错误。

GraphQL

GraphQL 由 facebook 开发，被认为是革命性的 API 工具，因为它可以让客户端在请求中指定希望得到的数据，而不像传统的 REST 那样只能在后端预定义。

NestJS 对 Apollo server 进行了一层包装，使得能在 NestJS 中更方便使用。

在 Express 中使用 Apollo server 时：

const express = require('express');
const { ApolloServer, gql } = require('apollo-server-express');

// Construct a schema, using GraphQL schema language
const typeDefs = gql`
  type Query {
    hello: String
  }
`;

// Provide resolver functions for your schema fields
const resolvers = {
  Query: {
    hello: () => 'Hello world!',
  },
};

const server = new ApolloServer({ typeDefs, resolvers });

const app = express();
server.applyMiddleware({ app });

const port = 4000;

app.listen({ port }, () =>
  console.log(`Server ready at http://localhost:${port}${server.graphqlPath}`),
);

在 NestJS 中使用它：

// test.graphql
type Query {
  hello: string;
}


// test.resolver.ts
@Resolver()
export class {
  @Query()
  public hello() {
    return 'Hello wolrd';
  }
}

使用 Decorator 的方式，看起来也更 TypeScript。

其他

除上述一些列举外，NestJS 实现微服务开发、配合 TypeORM、以及 Prisma 等特点，在这里就不展开了。