node.js——Web开发基础知识

花颜yyds
115 阅读9分钟

Web开发模式

目前主流的Web开发模式有两种，分别是

  1. 基于服务端染的传统Web开发模式
  2. 基于前后端分离的新型Web开发模式

服务端染的 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。因此，客户端不需要使用Ajax这样的技术额外请求页面的数据。代码示例如下:

app.get(' /index.html', (req, res) => (
// 1，要渲染的数据2
const user = { name: 'zs' , age: 20 )3
    // 2.服务器端通过字符串的拼接，动态生成 HTML 内容4
    const html =<h1>姓名: ${user.name}，年龄: ${user.age)</h1>
    // 3，把生成好的页面内容响应给客户端。因此，客户端拿到的是带有真实数据的 HTML 页面
    res.send(html)
})

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2项目高效开发。

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

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!)

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.

身份认证

什么是身份认证

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。

  • 日常生活中的身份认证随处可见，例如:高铁的验票乘车，手机的密码或指纹解锁，支付宝或微信的支付密码等。
  • 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

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:

  • 服务端渲染推荐使用 Session 认证机制
  • 前后端分离推荐使用JWT 认证机制

HTTP 协议的无状态性

了解HTTP 协议的无状态性是进一步学习 Session 认证机制的必要前提

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

什么是 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
  3. 过期时限
  4. 4KB限制

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。

image.png

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。

Session工作原理

image.png

JWT认证机制

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。

JWT工作原理

image.png 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

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，格式如下:

Header.Payload.Signature

image.png

JWT 的三个部分各自代表的含义

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

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

image.png

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

在 Express 中使用 JWT

安装 JWT 相关的包

运行如下命令，安装如下两个 JT 相关的包:

npm install jsonwebtoken express-jwt

其中:

  • jsonwebtoken 用于生成 JWT 字符串
  • express-jwt 用于将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象

导入 JWT 相关的包

使用 require()函数，分别导入 JT 相关的两个包:

//1.导入用于生成 JWT 字符串的包
const jwt = require('jsonwebtoken')
// 2.导入用于将客户端发送过来的 JWT 字符串，解析还原成 JSON 对象的包
const expressJWT = require('express-jwt')

定义 secret 密钥

为了保证 JwT 字符串的安全性，防止 JT 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:

  1. 当生成 JT 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
  2. 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
// 3.secret 密钥的本质:就是一个字符串
const secretKey ='itheima No1 ^_^'

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){
//...省略登录失败情况下的代码
// 用户登录成功之后，生成JWT 字符串，通过 token 属性响应给客户端
 res.send({
    status:200
    message:"登录成功!
    //调用 jwt.sign()生成 JWT 字符串，三个参数分别是:用户信息对象、加密密钥、配置对象
    token: jwt.sign({ username: userinfo.username },secretKey, { expiresIn: '30s' })
    })
})

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:

 // 使用 app.use()来注册中间件
 // expressJWT({ secret:secretKey })就是用来解析 Token 的中间件
 //.unless({ path:[/^\/api\//]})用来指定哪些接口不需要访问权限
 app.use(expressJwT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))

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，示例代码如下:

 // 这是一个有权限的 API 接口
app.get('/admin/getinfo',function(reg, res){
    console.log(req.user)
    res.send({
    status: 200，
    message:'获取用户信息成功!"，
    data: req.user
    })
})

捕获解析 JWT 失败后产生的错误

当使用 express-iwt 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，示例代码如下

app.use((err, req,res, next)=>{
    // token 解析失败导致的错误
    if(err.name === 'UnauthorizedError'){
    return res.send({ status:401,message:'无效的token'})
    //其它原因导致的错误
    res.send({ status: 500, message:"未知错误"})
})
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