Node.js------Express

  • ◆ 能够使用 express.static( ) 快 速 托 管 静 态 资 源
  • ◆ 能够使用 express 路 由 精 简 项 目 结 构
  • ◆ 能够使用常见的 express 中间件
  • ◆ 能够使用 express 创建API接口
  • ◆ 能够在 express 中启用cors跨域资源共享

一.初识Express

1.Express 简介

官方给出的概念:Express 是基于 Node.js 平台快速、开放、极简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: http://www.expressjs.com.cn/

思考:不使用 Express 能否创建 Web 服务器?

答案:能,使用 Node.js 提供的原生 http 模块即可。

思考:既生瑜何生亮(有了 http 内置模块,为什么还有用 Express)?

答案:http 内置模块用起来很复杂,开发效率低;Express 是基于内置的 http 模块进一步封装出来的,能够极大的提高开发效率。

思考:http 内置模块与 Express 是什么关系?

答案:类似于浏览器中 Web API 和 jQuery 的关系。后者是基于前者进一步封装出来的。

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。

 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:

 

 2). 创建基本的 Web 服务器

 

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:

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:

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:

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:

 

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:

 

3.托管静态资源  

1). 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, 例如,通过如下代码就可以将 public 目录下的图片、CSS 文件、JavaScript 文件对外开放访问了:

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

http://localhost:3000/js/login.js

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。

2). 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。

3). 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:

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

http://localhost:3000/public/js/app.js

4.nodemon

1).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(https://www.npmjs.com/package/nodemon) 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。

2). 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:

 

3). 使用 nodemon

当基于 Node.js 编写了一个网站应用的时候,传统的方式,是运行 node app.js 命令,来启动项目。这样做的坏处是: 代码被修改之后,需要手动重启项目。

现在,我们可以将 node 命令替换为 nodemon 命令,使用 nodemon app.js 来启动项目。这样做的好处是:代码 被修改之后,会被 nodemon 监听到,从而实现自动重启项目的效果。

二.Express 路由  

1.路由的概念  

广义上来讲,路由就是映射关系。

1).Express 中的路由

在 Express 中,路由指的是客户端的请求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:

 

2).Express 中的路由的例子

 

3).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.路由的使用

1). 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:

2). 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
 3). 创建路由模块

 

4). 注册路由模块 

 

5). 为路由模块添加前缀

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:

三.Express 中间件 

1.中间件的概念

中间件(Middleware ),特指业务流程的中间处理环节。 

1).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。

 

2).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:

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。

3).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。

 

2.Express 中间件的初体验  

1). 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:

2). 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:

 

3). 定义全局中间件的简化形式 

 

4). 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。

 

5). 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:

 

6). 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:

7). 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:

8). 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.中间件的分类

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:

 

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:

 

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)。

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)

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。

4.自定义中间件  

1). 需求描述与实现步骤

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

2).定义中间件

使用 app.use() 来定义全局生效的中间件,代码如下:

3).监听 req 的 data 事件

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。 

4).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: 

5).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:

 

6).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:

 

7).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:

四.使用 Express 写接口 

1.创建基本的服务器 

 

2.创建 API 路由模块 

 

3.编写 GET 接口

 

4.编写 POST 接口

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 }))

 5.CORS 跨域资源共享

1). 接口的跨域问题

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)
2). 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。 使用步骤分为如下 3 步:

  • ① 运行 npm install cors 安装中间件
  • ② 使用 const cors = require('cors') 导入中间件
  • ③ 在路由之前调用 app.use(cors()) 配置中间件
3).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

4). CORS 的注意事项
  • ① CORS 主要在服务器端进行配置。客户端浏览器无须做任何额外的配置,即可请求开启了 CORS 的接口。
  • ② CORS 在浏览器中有兼容性。只有支持 XMLHttpRequest Level2 的浏览器,才能正常访问开启了 CORS 的服 务端接口(例如:IE10+、Chrome4+、FireFox3.5+)。
5).CORS 响应头部 - 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:

其中,origin 参数的值指定了允许访问该资源的外域 URL。

例如,下面的字段值将只允许来自 http://itcast.cn 的请求:

 如果指定了 Access-Control-Allow-Origin 字段的值为通配符 *,表示允许来自任何域的请求,示例代码如下:

6). CORS 响应头部 - 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!

 

7). CORS 响应头部 - 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:

8). 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-formurlencoded、multipart/form-data、text/plain)
9). 预检请求

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

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。

10). 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。

 6.JSONP 接口

1). 回顾 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。
2). 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:

3). 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
4). 实现 JSONP 接口的具体代码

5). 在网页中使用 jQuery 发起 JSONP 请求

调用 $.ajax() 函数,提供 JSONP 的配置选项,从而发起 JSONP 请求,示例代码如下:

 

 

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