【Node.js】express框架

1初识express框架

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

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

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

2 初步使用

2.1 安装

本章使用4.17.1版本

npm i express@4.17.1

2.2 创建基本的Web服务器

//导入express
const express = require("express")//创建web服务器
const app = express()//...预留位置//启动服务器，分配端口
app.listen(80, () => {//启动成功后执行的回调函数
})

2.3 监听方法

2.3.1 监听get请求

req：请求对象（包含了与请求相关的属性与方法）

res：响应对象（包含了与响应相关的属性与方法）

app.get("请求url", (req, res) => {//处理函数
})

2.3.2 监听post请求

app.post("请求url", (req, res) => {//处理函数
})

2.4 响应客户端

res对象的send方法

res.send(响应内容)

2.5 获取url中的参数(get)

2.5.1 获取查询参数

查询参数（如：?name=user&age=18）可以通过req对象下的query属性查询

如：

req.query.name

req.query.age

2.5.2 获取动态参数

动态参数（url地址中 :参数名对应的值）可以通过req对象的params属性查询

req.params默认是一个空对象

里面存放通过：参数名匹配到的参数值

app.get("/user/:id", (req, res) => {//例如访问：http://域名/user/28//则req对象中的params对象里会被添加一个id属性，且值为28（属性名由：后的参数名决定）})

2.6 托管静态资源

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：

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

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，那么如何添加目录名呢？见下文：

2.6.1 挂载路径前缀

app.use("/public", express.static("public"))

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

还可以通过多次使用express.static()来托管多个静态资源。如下：

2.6.2 托管多个静态资源

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

如果没有挂载路径前缀，则会按照托管顺序显示，谁先托管显示谁

3 express路由

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)

上文中的监听get/post请求即是一种路由

路由匹配过程：

每当一个请求到达服务器之后，需要先经过路由的匹配，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

3.1 最简单的用法

把路由挂载到app 上，如上文中的监听get/post请求

3.2 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

//路由模块.js文件//导入express
const express = require("express")
//创建路由对象
const router = express.Router()//挂载路由
router.get("user/list", (req, res) => {})//导出路由对象
module.exports = router

⑤ 使用app.use() 函数注册路由模块

//...
//导入路由模块
const userRouter = require("路由模块路径")//使用app.use注册路由模块
app.use(userRouter)

3.3 挂载前缀

路由模块也可以挂载前缀，原理与托管静态资源同理，本质上都是使用app.user()

在注册路由模块时，前面加上前缀即可

app.use("/api", userRouter)

4 中间件

中间件，特指业务流程的中间处理环节

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：

4.1 next函数

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

4.2 中间件的特性

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

4.3 创建中间件

4.3.1 全局中间件

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：

const mw = function(req, res, next) {//...next()
}app.use(mw)

简化写法：


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

4.3.2 创建多个全局中间件

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

4.3.3 创建局部中间件

不使用app.use() 定义的中间件，叫做局部生效的中间件，局部中间件只有在绑定了该中间件的路由匹配成功时才会执行

示例代码如下：

const mw = function(req, res, next) {//...next()
}app.get("/", mw, function(req, res) {//
})

4.3.4 创建多个局部中间件

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, (req, res) => {    //...    })app.get("/", [mw1, mw2], (req, res) => {    //...    })

4.4 中间件注意事项

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

4.5 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

② 路由级别的中间件

③ 错误级别的中间件

④ Express 内置的中间件

⑤ 第三方的中间件

4.5.1 应用级别的中间件

绑定到 app 实例上的中间件，叫做应用级别的中间件

4.5.2 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

4.5.3 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！

app.get("/", (req, res) => {throw new Error("error")res.send("index")    //不会执行该行
})app.use(function(err, req, res, next) {console.log("发生了错误")res.send("error")
})

4.5.4 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）

用法：直接通过app.use()使用即可

注意：经常用于解析通过post方法传来的数据，获取的数据在req.body中

app.use(express.json())app.use(express.urlencoded({ extended: flase }))

4.5.5 第三方中间件

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

4.6 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。实现步骤：

① 定义中间件

② 监听req 的data 事件

③ 监听req 的end 事件

④ 使用querystring模块解析请求体数据

⑤ 将解析出来的数据对象挂载为req.body

⑥ 将自定义中间件封装为模块

4.6.1 监听事件

当客户端向服务器发送数据时（data事件），响应

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。

let str = ""req.on("data", (chunk) => {str += chunk})

当请求数据接收完毕之后自动触发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：

req.on("end", () => {})

4.6.2 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")const body = qs.parse(str)

4.6.3 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
})

4.6.4 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：

5 跨域问题

在网络开发中，跨域问题是指在进行 HTTP 请求时，由于浏览器的同源策略限制，导致从一个源（origin）发起的 GET 或 POST 请求无法正常访问另一个不同源的资源的情况

5.1 同源策略

同源策略是浏览器的一个安全机制，它规定了来自不同源的脚本、样式表、图片等资源在相互访问时的限制

这里的 “源” 由协议、域名和端口号组成，只有当这三个部分都相同时，才被认为是同源

例如，http://example.com:80和http://example.com:81就属于不同源，因为端口号不同

5.2 CORS 方案

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

5.2.1 使用

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

5.2.2 响应头设置

可以通过设置响应头（res对象）的参数来解决跨域问题

res.setHeader("参数名", "值")

5.2.2.1 请求源（必须）

请求源参数是必须要设置的

网站可替换为网站链接或通配符*（表示所有源）

res.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", "网站")

但是不能一次性传入多个网站，如下

//这样写是错误的
res.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", "网站1", "网站2")

可以参考下面方法设置多个请求源

使用includes()方法来判断

const express = require('express');
const app = express();// 允许的源列表
const allowedOrigins = ['http://example1.com', 'http://example2.com'];app.use((req, res, next) => {const origin = req.headers.origin;if (allowedOrigins.includes(origin)) {res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', origin);}next();
});app.get('/data', (req, res) => {//
});app.listen(3000, () => {//
});

5.2.2.2 请求头（可选）

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！

如果请求头在上述请求头中，该参数就不用配置！！！

res.setHeader('Access-Control-Allow-Headers', 'Content-Type, Authorization');

多个请求头之间用英文逗号隔开！！！

5.2.2.3 请求方法（可选）

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

res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods', 'GET, POST, PUT, DELETE');

可以使用通配符允许所有请求

5.2.3 请求类型

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：

① 简单请求：客户端与服务器之间只会发生一次请求

② 预检请求：：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

5.2.3.1 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）

5.2.3.2 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

5.3 JSOP方案

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

5.3.1 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

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

5.3.2 使用

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

浏览器会在执行js脚本时，自动调用服务器返回的函数

html：

你将 script 标签添加到 HTML 文档中并为其 src 属性设置了有效的 URL 后，浏览器会自动下载该 URL 指向的资源，并执行其中的 JavaScript 代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>JSONP Example</title>
</head><body><script>// 定义回调函数function handleResponse(data) {console.log('Received data:', data);}// 创建 script 标签const script = document.createElement('script');// 构建请求 URL，添加回调函数名作为参数script.src = 'http://example.com/api/data?callback=handleResponse';// 将 script 标签添加到页面中document.body.appendChild(script);</script>
</body></html>

js：

const express = require('express');
const app = express();app.get('/api/data', (req, res) => {// 获取客户端传递的回调函数名const callback = req.query.callback;// 准备 JSON 数据const data = { message: 'Hello, JSONP!' };// 将 JSON 数据转换为字符串const jsonData = JSON.stringify(data);// 包装 JSON 数据到回调函数中const response = `${callback}(${jsonData})`;// 设置响应头res.setHeader('Content-Type', 'application/javascript');// 返回响应res.send(response);
});const port = 3000;
app.listen(port, () => {console.log(`Server is running on port ${port}`);
});