NodeJS笔记三

yannick_liu
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1. Express

1.1 Express 简介

什么是 Express

官方给出的概念：Express 是基于 Node.js 平台，快速、开放、极简的 Web 开发框架。

通俗的理解：Express 的作用和 Node.js 内置的 http 模块类似，是专门用来创建 Web 服务器的。

Express 的本质：就是一个 npm 上的第三方包，提供了快速创建 Web 服务器的便捷方法。

Express 的中文官网： www.expressjs.com.cn/

Express 能做什么

对于前端程序员来说，最常见的两种服务器，分别是：

  • Web 网站服务器：专门对外提供 Web 网页资源的服务器。

  • API 接口服务器：专门对外提供 API 接口的服务器。

使用 Express，我们可以方便、快速的创建 Web 网站的服务器或 API 接口的服务器

1.2 Express 的基本使用

1. 安装

在项目所处的目录中，运行如下的终端命令，即可将 express 安装到项目中使用：

npm install express@4.17.1

2. 创建基本的 Web 服务器

const express = require('express')

const app = express()

app.listen(80,()=>{
    console.log('running at http://127.0.0.1')
})

3. 监听 GET 请求

通过 app.get() 方法，可以监听客户端的 GET 请求，具体的语法格式如下：

app.get('请求URL',function(req,res){

})

4. 监听 POST 请求

通过 app.post() 方法，可以监听客户端的 POST 请求，具体的语法格式如下：

app.post('请求URL',function(req,res){

})

5. 把内容响应给客户端

通过 res.send() 方法，可以把处理好的内容，发送给客户端：

app.get('/user',function(req,res){
    res.send('get')
})

app.get('/age',function(req,res){
    res.send('post')
})

6. 获取 URL 中携带的查询参数

通过 req.query 对象，可以访问到客户端通过查询字符串的形式，发送到服务器的参数：

http://127.0.0.1/?username=zs

app.get('/',function(req,res){
     console.log(req.query)
})

// { username:zs }

7. 获取 URL 中的动态参数

通过 req.params 对象，可以访问到 URL 中，通过 : 匹配到的动态参数：

http://127.0.0.1/user/1

app.get('/user/:id',function(req,res){
     console.log(req.params)
})

// {id:1}

1.3 托管静态资源

express.static()

express 提供了一个非常好用的函数，叫做 express.static()，通过它，我们可以非常方便地创建一个静态资源服务器:

app.use(express.static('public'))

现在，你就可以访问 public 目录中的所有文件了：

http://localhost:3000/images/bg.jpg

http://localhost:3000/css/style.css

注意：Express 在指定的静态目录中查找文件，并对外提供资源的访问路径。

因此，存放静态文件的目录名不会出现在 URL 中

托管多个静态资源目录

如果要托管多个静态资源目录，请多次调用 express.static() 函数：

访问静态资源文件时，express.static() 函数会根据目录的添加顺序查找所需的文件

app.use(express.static('public'))
app.use(express.static('files'))

挂载路径前缀

如果希望在托管的静态资源访问路径之前，挂载路径前缀，则可以使用如下的方式：

app.use('/public',express.static('files'))

现在，你就可以通过带有 /public 前缀地址来访问 public 目录中的文件了：

http://localhost:3000/public/images/kitten.jpg

http://localhost:3000/public/css/style.css

1.4 nodemon

为什么要使用 nodemon

在编写调试 Node.js 项目的时候，如果修改了项目的代码，则需要频繁的手动 close 掉，然后再重新启动，非常繁琐。

现在，我们可以使用 nodemon（www.npmjs.com/package/nod… 这个工具，它能够监听项目文件的变动，当代码被修改后，nodemon 会自动帮我们重启项目，极大方便了开发和调试。

安装 nodemon

在终端中，运行如下命令，即可将 nodemon 安装为全局可用的工具：

npm install -g nodemon

使用 nodemon

nodemon app.js

2. 路由

2.1 路由的概念

什么是路由

广义上来讲，路由就是映射关系。

在 Express 中，路由指的是客户端的请求与服务器处理函数之间的映射关系。

Express 中的路由分 3 部分组成，分别是请求的类型、请求的 URL 地址、处理函数，格式如下：

app.METHOD ( PATH , HANDLER )

示例

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

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

路由的匹配过程

每当一个请求到达服务器之后，需要先经过路由的匹配，只有匹配成功之后，才会调用对应的处理函数。

在匹配时，会按照路由的顺序进行匹配，如果请求类型和请求的 URL 同时匹配成功，则 Express 会将这次请求，转交给对应的 function 函数进行处理。

路由匹配的注意点：

① 按照定义的先后顺序进行匹配

② 请求类型和请求的URL同时匹配成功，才会调用对应的处理函数

2.2 路由的使用

最简单的用法

在 Express 中使用路由最简单的方式，就是把路由挂载到 app 上，示例代码如下：

const express = require('express')

const app = express()

app.get('/'. (req,res)=>{ })

app.post('/'. (req,res)=>{ })

app.listen(80,()=>{ })

模块化路由

为了方便对路由进行模块化的管理，Express 不建议将路由直接挂载到 app 上，而是推荐将路由抽离为单独的模块。

将路由抽离为单独模块的步骤如下：

① 创建路由模块对应的 .js 文件

② 调用 express.Router() 函数创建路由对象

③ 向路由对象上挂载具体的路由

④ 使用 module.exports 向外共享路由对象

⑤ 使用 app.use() 函数注册路由模块

示例代码

// 创建路由模块
var express = require(express)      //1.导入express
var router = express.Router()       //2.创建路由对象

router.get('/'. (req,res)=>{ })     //3.挂载路由
router.post('/'. (req,res)=>{ })    //4.挂载路由

module.exports = router             //5.导出路由对象

// 注册路由模块
const router = require('./router/user.js')

app.user(router)

添加前缀

类似于托管静态资源时，为静态资源统一挂载访问前缀一样，路由模块添加前缀的方式也非常简单：

app.user('/api',router)

3.中间件

3.1 中间件的概念

什么是中间件

中间件（Middleware ），特指业务流程的中间处理环节。

Express 中间件的调用流程

当一个请求到达 Express 的服务器之后，可以连续调用多个中间件，从而对这次请求进行预处理。

Express 中间件的格式

Express 的中间件，本质上就是一个 function 处理函数，Express 中间件的格式如下：

var express = require('express')
var app = express()

app.get('/',function(req,res,next){
    next()
})

注意：中间件函数的形参列表中，必须包含 next 参数。而路由处理函数中只包含 req 和 res。

next 函数的作用

next 函数是实现多个中间件连续调用的关键，它表示把流转关系转交给下一个中间件或路由。

3.2 Express 中间件的使用

定义中间件函数

可以通过如下的方式，定义一个最简单的中间件函数：

const mw = function(req,res,next){
    next()
}

全局生效的中间件

客户端发起的任何请求，到达服务器之后，都会触发的中间件，叫做全局生效的中间件。

通过调用 app.use(中间件函数)，即可定义一个全局生效的中间件，示例代码如下：

app.user(mw)

定义全局中间件的简化形式

app.use(function(req,res,next){
    next()
})

中间件的作用

多个中间件之间，共享同一份 req 和 res。基于这样的特性，我们可以在上游的中间件中，统一为 req 或 res 对象添加自定义的属性或方法，供下游的中间件或路由进行使用。

定义多个全局中间件

可以使用 app.use() 连续定义多个全局中间件。客户端请求到达服务器之后，会按照中间件定义的先后顺序依次进行调用，示例代码如下：

app.use(function(req,res,next){
    console.log('中间件1')
    next()
})
app.use(function(req,res,next){
    console.log('中间件2')
    next()
})
// 中间件1
// 中间件2

局部生效的中间件

不使用 app.use() 定义的中间件，叫做局部生效的中间件，示例代码如下：

const mw1 = function(req,res,next){
    console.log('middle')
}

app.get('/', mw1, functon(req, res){ }}

app.get('/user', functon(req, res){ }}

定义多个局部中间件

可以在路由中，通过如下两种等价的方式，使用多个局部中间件：

app.get('/', mw1, mw2,  functon(req, res){ }}

app.get('/', [mw1, mw2],  functon(req, res){ }}

了解中间件的5个使用注意事项

① 一定要在路由之前注册中间件

② 客户端发送过来的请求，可以连续调用多个中间件进行处理

③ 执行完中间件的业务代码之后，不要忘记调用 next() 函数

④ 为了防止代码逻辑混乱，调用 next() 函数后不要再写额外的代码

⑤ 连续调用多个中间件时，多个中间件之间，共享 req 和 res 对象

3.3 中间件的分类

为了方便大家理解和记忆中间件的使用，Express 官方把常见的中间件用法，分成了 5 大类，分别是：

1. 应用级别的中间件

通过 app.use() 或 app.get() 或 app.post() ，绑定到 app 实例上的中间件，叫做应用级别的中间件，代码示例如下：

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

app.get('/', mw1, functon(req, res){ }}

2. 路由级别的中间件

绑定到 express.Router() 实例上的中间件，叫做路由级别的中间件。它的用法和应用级别中间件没有任何区别。只不过，应用级别中间件是绑定到 app 实例上，路由级别中间件绑定到 router 实例上，代码示例如下：

var app = express()
var router = express.Router()

router.use(function(req, res, next){
    next()
})

app.user('/',router)

3. 错误级别的中间件

错误级别中间件的作用：专门用来捕获整个项目中发生的异常错误，从而防止项目异常崩溃的问题。

格式：错误级别中间件的 function 处理函数中，必须有 4 个形参，形参顺序从前到后，分别是 (err, req, res, next)。

app.get('/',function(req,res){
    throw new Error('error')
    res.send()
})
app.use(function(err,req,res,next){
    console.log('发生了错误：' + err.message)
    res.send('error' +err.message)
})

注意：错误级别的中间件，必须注册在所有路由之后！

4. Express内置的中间件

自 Express 4.16.0 版本开始，Express 内置了 3 个常用的中间件，极大的提高了 Express 项目的开发效率和体验：

① express.static 快速托管静态资源的内置中间件，例如： HTML 文件、图片、CSS 样式等（无兼容性）

② express.json 解析 JSON 格式的请求体数据（有兼容性，仅在 4.16.0+ 版本中可用）

③ express.urlencoded 解析 URL-encoded 格式的请求体数据（有兼容性，仅在 4.16.0+ 版本中可用）

app.use(express.json())

app.user(express.urlencoded({extended:false}))

5. 第三方的中间件

非 Express 官方内置的，而是由第三方开发出来的中间件，叫做第三方中间件。在项目中，大家可以按需下载并配置

第三方中间件，从而提高项目的开发效率。

例如：在 express@4.16.0 之前的版本中，经常使用 body-parser 这个第三方中间件，来解析请求体数据。使用步

骤如下：

① 运行 npm install body-parser 安装中间件

② 使用 require 导入中间件

③ 调用 app.use()注册并使用中间件

注意：Express 内置的 express.urlencoded 中间件，就是基于 body-parser 这个第三方中间件进一步封装出来的。

3.4 自定义中间件

自己手动模拟一个类似于 express.urlencoded 这样的中间件，来解析 POST 提交到服务器的表单数据。

1. 定义中间件

使用 app.use() 来定义全局生效的中间件，代码如下：

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

2. 监听 req 的 data 事

在中间件中，需要监听 req 对象的 data 事件，来获取客户端发送到服务器的数据。

如果数据量比较大，无法一次性发送完毕，则客户端会把数据切割后，分批发送到服务器。所以 data 事件可能会触发多次，每一次触发 data 事件时，获取到数据只是完整数据的一部分，需要手动对接收到的数据进行拼接。

app.use(function(req, res, next) =>{ 
    let str = ''
    req.on('data',(chunk)=>{
        str += chunk
    })
})

3. 监听 req 的 end 事件

当请求体数据接收完毕之后，会自动触发 req 的 end 事件。

因此，我们可以在 req 的 end 事件中，拿到并处理完整的请求体数据。示例代码如下：

app.use(function(req, res, next) =>{ 
    let str = ''
    req.on('data',(chunk)=>{
        str += chunk
    })
    req.on('end',(chunk)=>{
        console.log(str)
    })
})

4. 使用 querystring 模块解析请求体数据

Node.js 内置了一个 querystring 模块，专门用来处理查询字符串。通过这个模块提供的 parse() 函数，可以轻松把查询字符串，解析成对象的格式。示例代码如下：

const qs = require('querystring')

5. 将解析出来的数据对象挂载为 req.body

上游的中间件和下游的中间件及路由之间，共享同一份 req 和 res。因此，我们可以将解析出来的数据，挂载为 req的自定义属性，命名为 req.body，供下游使用。示例代码如下：

req.on('end',()=>{
    const body = qs.parse(str)
    req.body = body
    next()
})

6. 将自定义中间件封装为模块

为了优化代码的结构，我们可以把自定义的中间件函数，封装为独立的模块，示例代码如下：

// 封装代码
const qs = require('querystring')
function bodyParser(req, res, next){}
module.exports = bodyParser

// 引用代码
const myBodyParser = require('custom-body-parser')
app.use(myBodyParser)

4. 使用 Express 写接口

4.1 流程

创建基本的服务器

const express = require('express')

const app = express()

app.listen(80,()=>{  })

创建 API 路由模块

// apiRpoter.js

const express = require('express')
const apiRpoter = express.Router()
...
module.exports = apiRpoter

-------------
// index.js

const apiRpoter = require('apiRpoter')
app.use('/api' , apiRpoter)

编写 GET 接口

apiRpoter.get('/get',(req, res )=>{
    const query = req.query
    
    res.send({
        status:0,
        msg:'Get请求成功',
        data:query
    })
})

编写 POST 接口

apiRpoter.post('/post',(req, res )=>{
    const body = req.body
    
    res.send({
        status:0,
        msg:'Post请求成功',
        data:body
    })
})

注意：如果要获取 URL-encoded 格式的请求体数据，必须配置中间件

app.use(express.urlencoded({ extended: false }))

4.2 CORS 跨域资源共享

跨域问题

刚才编写的 GET 和 POST接口，存在一个很严 重的问题：不支持跨域请求。

解决接口跨域问题的方案主要有两种：

① CORS（主流的解决方案，推荐使用）

② JSONP（有缺陷的解决方案：只支持 GET 请求）

什么是 CORS

CORS （Cross-Origin Resource Sharing，跨域资源共享）由一系列 HTTP 响应头组成，这些 HTTP 响应头决定浏览器是否阻止前端 JS 代码跨域获取资源。

浏览器的同源安全策略默认会阻止网页“跨域”获取资源。但如果接口服务器配置了 CORS 相关的 HTTP 响应头，就可以解除浏览器端的跨域访问限制。

使用 cors 中间件解决跨域问题

cors 是 Express 的一个第三方中间件。通过安装和配置 cors 中间件，可以很方便地解决跨域问题。

npm install cors

const cors = require('cors')

app.use(cors())

Access-Control-Allow-Origin

响应头部中可以携带一个 Access-Control-Allow-Origin 字段，其语法如下:

 Access-Control-Allow-Origin:<Origin> | *

Access-Control-Allow-Headers

默认情况下，CORS 仅支持客户端向服务器发送如下的 9 个请求头：

Accept、Accept-Language、Content-Language、DPR、Downlink、Save-Data、Viewport-Width、Width 、

Content-Type （值仅限于 text/plain、multipart/form-data、application/x-www-form-urlencoded 三者之一）

如果客户端向服务器发送了额外的请求头信息，则需要在服务器端，通过 Access-Control-Allow-Headers 对额外的请求头进行声明，否则这次请求会失败！

res.setHeader('Access-Control-Allow-Headers':'Content-type,X-Custom-Header')

Access-Control-Allow-Methods

默认情况下，CORS 仅支持客户端发起 GET、POST、HEAD 请求。

如果客户端希望通过 PUT、DELETE 等方式请求服务器的资源，则需要在服务器端，通过 Access-Control-Alow-Methods来指明实际请求所允许使用的 HTTP 方法。示例代码如下:

res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods':'GE, POST,HEAD, DELETE')

res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods':'*')

CORS请求的分类

客户端在请求 CORS 接口时，根据请求方式和请求头的不同，可以将 CORS 的请求分为两大类，分别是：

① 简单请求

② 预检请求

简单请求

同时满足以下两大条件的请求，就属于简单请求：

① 请求方式：GET、POST、HEAD 三者之一

② HTTP 头部信息不超过以下几种字段：无自定义头部字段、Accept、Accept-Language、Content-Language、DPR、Downlink、Save-Data、Viewport-Width、Width 、Content-Type（只有三个值application/x-www-form urlencoded、multipart/form-data、text/plain）

预检请求

在浏览器与服务器正式通信之前，浏览器会先发送 OPTION 请求进行预检，以获知服务器是否允许该实际请求，所以这一次的 OPTION 请求称为“预检请求”。服务器成功响应预检请求后，才会发送真正的请求，并且携带真实数据。

只要符合以下任何一个条件的请求，都需要进行预检请求：

① 请求方式为 GET、POST、HEAD 之外的请求 Method 类型

② 请求头中包含自定义头部字段

③ 向服务器发送了 application/json 格式的数据

简单请求和预检请求的区别

简单请求的特点：客户端与服务器之间只会发生一次请求。

预检请求的特点：客户端与服务器之间会发生两次请求，OPTION 预检请求成功之后，才会发起真正的请求。

4.3 JSONP 接口

JSONP 的概念与特点

概念：浏览器端通过 <script> 标签的 src 属性，请求服务器上的数据，同时，服务器返回一个函数的调用。这种请求数据的方式叫做 JSONP。

特点：

① JSONP 不属于真正的 Ajax 请求，因为它没有使用 XMLHttpRequest 这个对象。

② JSONP 仅支持 GET 请求，不支持 POST、PUT、DELETE 等请求。4. 使用 Express 写接口

创建 JSONP 接口的注意事项

如果项目中已经配置了 CORS 跨域资源共享，为了防止冲突，必须在配置 CORS 中间件之前声明 JSONP 的接口。否则JSONP 接口会被处理成开启了 CORS 的接口。示例代码如下：

app.get('/api/jsonp',(req, res)=>{ })

app.use(cors())

app.get('/api/get', (req,res)=>{ })

实现 JSONP 接口的步骤

① 获取客户端发送过来的回调函数的名字

② 得到要通过 JSONP 形式发送给客户端的数据

③ 根据前两步得到的数据，拼接出一个函数调用的字符串

④ 把上一步拼接得到的字符串，响应给客户端的

实现 JSONP 接口的具体代码

app.get('/api/jsonp',(req, res)=>{
    const functionName = req.query.callback
    const data = { name:'zs', age: 22 }
    const scriptStr = `${functionName}(${JSON.stringify(data)})`
    res.send(scriptStr)
})
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