1. 数据库的基本概念

数据库（database）是用来组织、存储和管理数据的仓库。

用户可以对数据库中的数据进行新增、查询、更新、删除等操作。

1.1 常见数据库及分类

最常见的数据库有如下几个：

1. MySQL 数据库（目前使用最广泛、流行度最高的开源免费数据库；Community + Enterprise）
2. Oracle 数据库（收费）
3. SQL Server 数据库（收费）
4. Mongodb 数据库（Community + Enterprise）

其中，MySQL、Oracle、SQL Server 属于传统型数据库（又叫做：关系型数据库 或 SQL 数据库），这三者的设计理念相同，用法比较类似。

而 Mongodb 属于新型数据库（又叫做：非关系型数据库 或 NoSQL 数据库），它在一定程度上弥补了传统型数据库的缺陷。

1.2 传统型数据库的数据组织结构

数据的组织结构：指的就是数据以什么样的结构进行存储。

传统型数据库的数据组织结构，与 Excel 中数据的组织结构比较类似。

每个 Excel 中，数据的组织结构分别为工作簿、工作表、数据行、列这 4 大部分组成。

在传统型数据库中，数据的组织结构分为数据库(database)、数据表(table)、数据行(row)、字段(field)这 4 大部分组成。

每个字段都有对应的数据类型。

实际开发中库、表、行、字段的关系

1. 在实际项目开发中，一般情况下，每个项目都对应独立的数据库。

2. 不同的数据，要存储到数据库的不同表中，例如：用户数据存储到 users 表中，图书数据存储到 books 表中。

3. 每个表中具体存储哪些信息，由字段来决定，例如：我们可以为 users 表设计 id、username、password 这 3 个字段。

4. 表中的行，代表每一条具体的数据。

2. 安装并配置MySQL

对于开发人员来说，只需要安装 MySQL Server 和 MySQL Workbench 这两个软件，就能满足开发的需要了。

MySQL Server：专门用来提供数据存储和服务的软件。

MySQL Workbench：可视化的 MySQL 管理工具，通过它，可以方便的操作存储在 MySQL Server 中的数据。

3. MySQL的基本使用

3.1 SQL

SQL（英文全称：Structured Query Language）是结构化查询语言，专门用来访问和处理数据库的编程语言。能够让我们以编程的形式，操作数据库里面的数据。

三个关键点：

SQL 是一门数据库编程语言;

使用 SQL 语言编写出来的代码，叫做 SQL 语句;

SQL 语言只能在关系型数据库中使用（例如 MySQL、Oracle、SQL Server）。非关系型数据库（例如 Mongodb）不支持 SQL 语言

SQL的作用：

从数据库中查询数据 向数据库中插入新的数据 更新数据库中的数据 从数据库删除数据 可以创建新数据库 可在数据库中创建新表 可在数据库中创建存储过程、视图

3.2 SQL的SELECT语句

SELECT 语句用于从表中查询数据。执行的结果被存储在一个结果表中（称为结果集）。

select * from 表名称
select 列名称 from 表名称

-- 通过*把user表中的所有数据查询出来
-- SELECT * FROM user;
-- 从user表中查询username和password数据
-- SELECT username,password FROM user

注意：SQL 语句中的关键字对大小写不敏感。SELECT 等效于 select，FROM 等效于 from。

3.3 SQL 的 INSERT INTO 语句

INSERT INTO 语句用于向数据表中插入新的数据行。

-- 向指定表中插入数据，列的值通过values指定
-- 列和值需要一一对应，多个列和多个值之间需要使用英文逗号进行分割
insert into 表明 （列1，列2...） values （值1，值2...）

-- 向user表中插入数据
-- insert into user (username,password,gender,age) values ('xiaolan','123222','1',12)
-- select * from `user`

3.4 SQL 的 UPDATE 语句

Update 语句用于修改表中的数据。

-- update 指定要更新哪个表中的数据，set指定 要更新的列对应的值，where指定更新的条件
update 表名 set 列名=新值 where 列名=值

更新某一行的一列

-- 将id为3的用户的密码更新为666666
-- update user set password='666666' where id=3
-- select * from user

更新某一行的若干列

-- 更新id为2的用户密码为222222，将年龄更新为20
-- update user set password='222222',age=20 where id=2
-- select * from user

3.5 SQL 的 DELETE 语句

DELETE 语句用于删除表中的行。

-- 从指定的表中根据条件删除对应数据
delete from 表名 where 列名=值

-- 删除id 为5的数据
-- delete from user where id=5
-- select * from user

3.6 SQL 的 WHERE 子句

WHERE 子句用于限定选择的标准。在 SELECT、UPDATE、DELETE 语句中，皆可使用 WHERE 子句来限定选择的标准。

-- 查询语句中的where语句
select * from 表名 where 列名 运算符 值
-- 更新语句中的where语句
update 表名 set 列=新值 where 列 运算符 值
-- 删除语句中的where语句
delete from 表名 where 列 运算符 值

-- where 子句的使用
-- select * from user where gender=1
-- select * from user where age>=13
-- select * from user where gender<>1

可以在where语句中使用的运算符：

操作符	描述
=	等于
<>或!=	不等于
大于
<	小于
>=	大于等于
<=	小于等于
BETWEEN	在某个范围内
LIKE	搜索某种模式

3.7 SQL 的 AND 和 OR 运算符

AND 和 OR 可在 WHERE 子语句中把两个或多个条件结合起来。

AND 表示必须同时满足多个条件，相当于 JavaScript 中的 && 运算符，例如 if (a !== 10 && a !== 20)

OR 表示只要满足任意一个条件即可，相当于 JavaScript 中的 || 运算符，例如 if(a !== 10 || a !== 20)

-- AND和OR
-- select * from user where age=12 and gender=1
-- select * from user where age=13 or gender=0

3.8 SQL 的 ORDER BY 子句

ORDER BY 语句用于根据指定的列对结果集进行排序。

ORDER BY 语句默认按照升序对记录进行排序。

按照降序对记录进行排序，可以使用 DESC 关键字。

-- 对user表中数据按age进行升序排序
-- select * from user order by age asc
-- 对user表中数据按age进行降序排序
-- select * from user order by age desc

多重排序

-- 先按年龄降序排序，再按姓名升序排序
-- select * from user order by age desc,username asc

3.9 SQL 的 COUNT(* ) 函数

COUNT(* ) 函数用于返回查询结果的总数据条数。

select count(*) from 表名称

-- 使用count * 统计user表中age为13的用户的数量
-- select count(*) from user where age=13

可以使用 AS 为列设置别名

-- 使用as关键字给列起别名
-- select count(*) as total from user where age=12
-- select username as uname,password as upwd from user where age=12

4. 在项目中操作MySQL

4.1 在项目中操作数据库的步骤

1. 安装操作ySQL 数据库的第三方模块（mysql）
2. 通过 mysql 模块连接到 MySQL 数据库
3. 通过 mysql 模块执行 SQL 语句

4.2 安装与配置MySQL模块

1. 安装MySQL模块 mysql 模块是托管于 npm 上的第三方模块。它提供了在 Node.js 项目中连接和操作 MySQL 数据库的能力。

想要在项目中使用它，需要先运行如下命令，将 mysql 安装为项目的依赖包：

npm install mysql

2. 配置MySQL模块

// 1.导入MySQL模块
const mysql=require('mysql')
// 2.建立与MySQL的链接关系
const db=mysql.createPool({
  host:'139.224.33.150', //数据库的IP地址
  user:'root', //登录数据库的账号
  password:'123456', //登录数据库的密码
  database:'course' //指定要操作那个数据库
})

3. 测试 mysql 模块能否正常工作 调用 db.query() 函数，指定要执行的 SQL 语句，通过回调函数拿到执行的结果.

db.query('select 1',(err,results)=>{
  // mysql模块工作期间报错
  if(err) return console.log(err.message);
  // 能够成功执行MySQL语句
  console.log(results);
})

4.3 使用 mysql 模块操作 MySQL 数据库

1. 查询数据

const sqlStr='select * from user'
db.query(sqlStr,(err,results)=>{
  // 查询数据失败
  if(err) return console.log(err.message);
  // 查询数据成功
  // 如果执行的是select查询语句，则结果为数组
  console.log(results);
})

2. 插入数据

// 向user表新增一行数据
// 要新增的数据
const user1={username:"xiaomei",password:'333333'}
// MySQL语句  ？表示占位符
const sqlStr='insert into user (username,password) values (?,?)'
// 执行SQL语句
db.query(sqlStr,[user1.username,user1.password],(err,results)=>{
  // 执行语句失败
  if(err) return console.log(err.message);
  // 执行成功 
  // 如果执行的是insert into语句，则results是一个对象，
  // 可以通过result.affectedRows属性（结果的影响韩式是否为1）判断是否插入成功
  if(results.affectedRows===1){
    console.log('插入数据成功');
  }
})

插入数据的便捷方法

向表中新增数据时，如果数据对象的每个属性和数据表的字段一一对应，则可以通过如下方式快速插入数据

// 要新增的数据
const user1={username:"xiaoliu",password:'888888',gender:1,age:21}
// MySQL语句  ？表示占位符
const sqlStr='insert into user set ?'
// 执行SQL语句sssssssss
db.query(sqlStr,user1,(err,results)=>{
  // 执行语句失败
  if(err) return console.log(err.message);
  // 执行成功 
  // 如果执行的是insert into语句，则results是一个对象，
  // 可以通过result.affectedRows属性（结果的影响韩式是否为1）判断是否插入成功
  if(results.affectedRows===1){
    console.log('插入数据成功');
  }
})

3. 更新数据

// 更新数据
const user={id:8,username:'xiaochen',password:'999999'}
const sqlStr='update user set username=?,password=? where id=?'
db.query(sqlStr,[user.username,user.password,user.id],(err,results)=>{
  if(err) return console.log(err.message);
  // 执行了update语句之后，得到的结果也是对象，可以使用results.affeactedRows
  if(results.affectedRows===1){
    console.log('更新成功');
  }
})

更新数据的简便方法

更新数据时，如果数据对象的每个属性和数据表的字段一一对应，则可以通过如下方式快速更新表数据。

const user={id:1,username:'xiaoshi',password:'111111'}
const sqlStr='update user set ? where id=?'
db.query(sqlStr,[user,user.id],(err,results)=>{
  if(err) return console.log(err.message);
  // 执行了update语句之后，得到的结果也是对象，可以使用results.affeactedRows
  if(results.affectedRows===1){
    console.log('更新成功');
  }
})

4. 删除数据 在删除数据时，推荐根据 id 这样的唯一标识，来删除对应的数据。

const sqlStr='delete from user where id=?'
db.query(sqlStr,9,(err,results)=>{
  if(err) return console.log(err.message);
  if(results.affectedRows===1){
    console.log('删除成功');
  }
})

5. 标记删除 使用 DELETE 语句，会把真正的把数据从表中删除掉。为了保险起见，推荐使用标记删除的形式，来模拟删除的动作。

所谓的标记删除，就是在表中设置类似于 status 这样的状态字段，来标记当前这条数据是否被删除。

当用户执行了删除的动作时，我们并没有执行 DELETE 语句把数据删除掉，而是执行了 UPDATE 语句，将这条数据对应的 status 字段标记为删除即可。

// 标记删除
const sqlStr='update user set status=? where id=?'
db.query(sqlStr,[0,4],(err,results)=>{
  if(err) return console.log(err.message);
  if(results.affectedRows===1){
    console.log('标记删除成功');
  }
})

5. 前后端身份认证

5.1 web开发模式

目前主流的 Web 开发模式有两种，分别是：

基于服务端渲染的传统 Web 开发模式

基于前后端分离的新型 Web 开发模式

5.1.1 服务器渲染的web开发模式

服务端渲染的概念：服务器发送给客户端的 HTML 页面，是在服务器通过字符串的拼接，动态生成的。

5.1.2 服务端渲染的优缺点

优点：

1. 前端耗时少。因为服务器端负责动态生成 HTML 内容，浏览器只需要直接渲染页面即可。尤其是移动端，更省电。
2. 有利于SEO。因为服务器端响应的是完整的 HTML 页面内容，所以爬虫更容易爬取获得信息，更有利于 SEO。

缺点：

1. 占用服务器端资源。即服务器端完成 HTML 页面内容的拼接，如果请求较多，会对服务器造成一定的访问压力。
2. 不利于前后端分离，开发效率低。使用服务器端渲染，则无法进行分工合作，尤其对于前端复杂度高的项目，不利于项目高效开发。

5.1.3 前后端分离的 Web 开发模式

前后端分离的概念：前后端分离的开发模式，依赖于 Ajax 技术的广泛应用。简而言之，前后端分离的 Web 开发模式，就是后端只负责提供 API 接口，前端使用 Ajax 调用接口的开发模式。

5.1.4 前后端分离的优缺点

优点：

1. 开发体验好。前端专注于 UI 页面的开发，后端专注于api 的开发，且前端有更多的选择性。
2. 用户体验好。Ajax 技术的广泛应用，极大的提高了用户的体验，可以轻松实现页面的局部刷新。
3. 减轻了服务器端的渲染压力。因为页面最终是在每个用户的浏览器中生成的。

缺点：

1. 不利于 SEO。因为完整的 HTML 页面需要在客户端动态拼接完成，所以爬虫对无法爬取页面的有效信息。（解决方案：利用 Vue、React 等前端框架的 SSR （server side render）技术能够很好的解决 SEO 问题！）

5.1.5 如何选择 Web 开发模式

不谈业务场景而盲目选择使用何种开发模式都是耍流氓。

比如企业级网站，主要功能是展示而没有复杂的交互，并且需要良好的 SEO，则这时我们就需要使用服务器端渲染；

而类似后台管理项目，交互性比较强，不需要考虑 SEO，那么就可以使用前后端分离的开发模式。

另外，具体使用何种开发模式并不是绝对的，为了同时兼顾了首页的渲染速度和前后端分离的开发效率，一些网站采用了首屏服务器端渲染 + 其他页面前后端分离的开发模式。

5.2 身份认证

身份认证（Authentication）又称“身份验证”、“鉴权”，是指通过一定的手段，完成对用户身份的确认。

在 Web 开发中，也涉及到用户身份的认证，例如：各大网站的手机验证码登录、邮箱密码登录、二维码登录等。

身份认证的目的，是为了确认当前所声称为某种身份的用户，确实是所声称的用户。

不同开发模式下的身份认证

对于服务端渲染和前后端分离这两种开发模式来说，分别有着不同的身份认证方案：

1. 服务端渲染推荐使用 Session 认证机制

2. 前后端分离推荐使用 JWT 认证机制

5.3 Session认证机制

5.3.1 HTTP 协议的无状态性

HTTP 协议的无状态性，指的是客户端的每次 HTTP 请求都是独立的，连续多个请求之间没有直接的关系，服务器不会主动保留每次 HTTP 请求的状态。

5.3.2 如何突破 HTTP 无状态的限制

对于超市来说，为了方便收银员在进行结算时给 VIP 用户打折，超市可以为每个 VIP 用户发放会员卡。

5.3.3 Cookie

Cookie 是存储在用户浏览器中的一段不超过 4 KB 的字符串。它由一个名称（Name）、一个值（Value）和其它几个用于控制 Cookie 有效期、安全性、使用范围的可选属性组成。

不同域名下的 Cookie 各自独立，每当客户端发起请求时，会自动把当前域名下所有未过期的 Cookie 一同发送到服务器。

Cookie的几大特性：

1. 自动发送
2. 域名独立(一个域名中的Cookie不能访问别的域名中的Cookie)
3. 过期时限(在有效期内的cookie才会被发送到服务器中)
4. 4KB 限制

5.3.4 Cookie 在身份认证中的作用

客户端第一次请求服务器的时候，服务器通过响应头的形式，向客户端发送一个身份认证的 Cookie，客户端会自动将 Cookie 保存在浏览器中。

随后，当客户端浏览器每次请求服务器的时候，浏览器会自动将身份认证相关的 Cookie，通过请求头的形式发送给服务器，服务器即可验明客户端的身份。

5.3.5 Cookie 不具有安全性

由于 Cookie 是存储在浏览器中的，而且浏览器也提供了读写 Cookie 的 API，因此 Cookie 很容易被伪造，不具有安全性。因此不建议服务器将重要的隐私数据，通过 Cookie 的形式发送给浏览器。

注意：千万不要使用 Cookie 存储重要且隐私的数据！比如用户的身份信息、密码等。

5.3.6 提高身份认证的安全性

为了防止客户伪造会员卡，收银员在拿到客户出示的会员卡之后，可以在收银机上进行刷卡认证。只有收银机确认存在的会员卡，才能被正常使用。

这种“会员卡(客户端) + 刷卡认证(服务器端)”的设计理念，就是 Session 认证机制的精髓。

5.3.7 Session的工作原理

5.4 在 Express 中使用 Session 认证

5.4.1 安装 express-session 中间件

在 Express 项目中，只需要安装 express-session 中间件，即可在项目中使用 Session 认证。

npm i express-session

5.4.2 配置 express-session 中间件

express-session 中间件安装成功后，需要通过 app.use() 来注册 session 中间件.

// 1.导入session中间件
const session=require('express-session')
// 2.配置session中间件
app.use(session({
  secret:'wwx', //secret属性的值可以为任意字符串
  resave:false, //固定写法
  saveUninitialized:true //固定写法
}))

5.4.3 向 session 中存数据

当 express-session 中间件配置成功后，即可通过 req.session 来访问和使用 session 对象，从而存储用户的关键信息.

app.post('/api/login', (req, res) => {
  // 判断用户提交的登录信息是否正确
  if (req.body.username !== 'admin' || req.body.password !== '000000') {
    return res.send({ status: 1, msg: '登录失败' })
  }
  
  // 将登录成功后的用户信息，保存到 Session 中
  // 只有成功配置express-session中间件后才能通过req来操作session属性
  req.session.user=req.body //用户信息
  req.session.islogin=true // 将用户的登录状态存放到session中

  res.send({ status: 0, msg: '登录成功' })
})

5.4.4 从 session 中取数据

可以直接从 req.session 对象上获取之前存储的数据.

// 获取用户姓名的接口
app.get('/api/username', (req, res) => {
  // 从 Session 中获取用户的名称，响应给客户端
  // 判断用户是否登录
  if(!req.session.islogin){
    return res.send({status:1,msg:'fail'})
  }
  res.send({
    status:0,
    msg:'success',
    username: req.session.user.username
  })
})

5.4.5 清空session

调用 req.session.destroy() 函数，即可清空服务器保存的 session 信息。

// 退出登录的接口
app.post('/api/logout', (req, res) => {
  // TODO_04：清空 Session 信息
  req.session.destroy()
  res.send({
    status:0,
    msg:'退出登录成功'
  })
})

5.5 JWT认证机制

5.5.1 了解 Session 认证的局限性

Session 认证机制需要配合 Cookie 才能实现。由于 Cookie 默认不支持跨域访问，所以，当涉及到前端跨域请求后端接口的时候，需要做很多额外的配置，才能实现跨域 Session 认证。

注意：

当前端请求后端接口不存在跨域问题的时候，推荐使用 Session 身份认证机制。

当前端需要跨域请求后端接口的时候，不推荐使用 Session 身份认证机制，推荐使用 JWT 认证机制。

5.5.2 JWT

JWT（英文全称：JSON Web Token）是目前最流行的跨域认证解决方案。

工作原理：

总结：用户的信息通过 Token 字符串的形式，保存在客户端浏览器中。服务器通过还原 Token 字符串的形式来认证用户的身份。

5.5.3 JWT 的组成部分

JWT 通常由三部分组成，分别是 Header（头部）、Payload（有效荷载）、Signature（签名）。

三者之间使用英文的“.”分隔。

Header.Payload.Signature

JWT 的三个组成部分，从前到后分别是 Header、Payload、Signature。

其中：

1. Payload 部分才是真正的用户信息，它是用户信息经过加密之后生成的字符串。

2. Header 和 Signature 是安全性相关的部分，只是为了保证 Token 的安全性。

5.5.4 JWT 的使用方式

客户端收到服务器返回的 JWT 之后，通常会将它储存在 localStorage 或 sessionStorage 中。

此后，客户端每次与服务器通信，都要带上这个 JWT 的字符串，从而进行身份认证。推荐的做法是把 JWT 放在 HTTP 请求头的 Authorization 字段中。

Authorization:Bearer <token>

在Express中使用JWT

1. 安装JWT相关的包

   npm install jsonwebtoken express-jwt

jsonwebtoken用于生成JWT字符串

express-jwt用于将JWT字符解析还原成JSON对象

2. 导入 JWT 相关的包

使用 require() 函数，分别导入 JWT 相关的两个包

// 导入用于生成JWT字符串的包
const jwt=require('jsonwebtoken')
// 导入用于将客户端发过来的JWT字符串解析还原成JSON对象的包
const expressJWT=require('express-jwt')

3. 定义secret密钥 为了保证 JWT 字符串的安全性，防止 JWT 字符串在网络传输过程中被别人破解，我们需要专门定义一个用于加密和解密的 secret 密钥：

当生成 JWT 字符串的时候，需要使用 secret 密钥对用户的信息进行加密，最终得到加密好的 JWT 字符串

当把 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的时候，需要使用 secret 密钥进行解密

//定义 secret 密钥，建议将密钥命名为 secretKey，密钥本质上就是一个字符串

const secretKey='miyao'

4. 在在登录成功后生成 JWT 字符串 调用 jsonwebtoken 包提供的 sign() 方法，将用户的信息加密成 JWT 字符串，响应给客户端。

// 登录接口

app.post('/api/login', function (req, res) {

  // 登录失败代码

  res.send({

    status: 200,

    message: '登录成功！',

    
  // 在登录成功之后，调用 jwt.sign() 方法生成 JWT 字符串。并通过 token 属性发送给客户端
  // 参数1：用户的信息对象；参数2：加密的秘钥；参数3：配置对象，可以配置当前token的有效期
  // 为了保证安全性，不可以把密码加密到token字符串中

    token: jwt.sign({username:userinfo.username},secretKey,{expiresIn:'30s'}) // 要发送给客户端的 token 字符串

  })

})

5. 将JWT字符串还原为JSON对象 客户端每次在访问那些有权限接口的时候，都需要主动通过请求头中的 Authorization 字段，将 Token 字符串发送到服务器进行身份认证。

此时，服务器可以通过 express-jwt 这个中间件，自动将客户端发送过来的 Token 解析还原成 JSON 对象。

// 注册将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的中间件

// 只有配置成功了express-jwt中间件，就可以把解析出来的用户信息挂载到req.user属性上

// unless中放置不需要访问权限的路径

// app.use(expressJWT({secret:secretKey}).unless({path:[/^\/api\//]}))

app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))

6. 使用 req.user 获取用户信息

当 express-jwt 这个中间件配置成功之后，即可在那些有权限的接口中，使用 req.user 对象，来访问从 JWT 字符串中解析出来的用户信息了。

// 这是一个有权限的 API 接口

app.get('/admin/getinfo', function (req, res) {

  // 使用 req.user 获取用户信息，并使用 data 属性将用户信息发送给客户端

  console.log(req.user);

  res.send({

    status: 200,

    message: '获取用户信息成功！',

    data: req.user // 要发送给客户端的用户信息

  })

})

7. 捕获解析 JWT 失败后产生的错误 当使用 express-jwt 解析 Token 字符串时，如果客户端发送过来的 Token 字符串过期或不合法，会产生一个解析失败的错误，影响项目的正常运行。我们可以通过 Express 的错误中间件，捕获这个错误并进行相关的处理。

// 使用全局错误处理中间件，捕获解析 JWT 失败后产生的错误

app.use((err,req,res,next)=>{

  // 这次错误是由token解析失败导致的

  if(err.name==='UnauthorizedError'){

    return res.send({

      status:401,

      message:'无效的token'

    })

  }

  res.send({

    status:500,

    message:'未知的错误'

  })

})