本文详细介绍了Express，一个基于Node.js的Web开发框架，解释了为何在已有HTTP模块的情况下仍需使用Express，以及Express的基本用法，包括创建Web服务器和托管静态资源。此外，还探讨了nodemon工具在开发中的便利性，以及Express的路由和中间件概念，包括其匹配过程、使用和分类。
系列文章目录
一、什么是 Express
1.1 Express的概念
官方的概念：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： http://www.expressjs.com.cn/
1.2 为什么有了HTTP模块还要用Express ？
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。
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。
http 内置模块与 Express 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。
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。
二、 Express 的基本使用
2.1 创建基本的 Web 服务器
首先，下载express
npm i express@4.17.1
步骤：
- 导入 express
- 创建 web 服务器
- 启动 web 服务器
- 监听客户端的 GET 和 POST 请求，并向客户端响应具体的内容。
示例代码如下：
// 1. 导入 express
const express = require('express')
// 2. 创建 web 服务器
const app = express()
// 4. 监听客户端的 GET 和 POST 请求，并向客户端响应具体的内容
app.get('/user', (req, res) => {
// 调用 express 提供的 res.send() 方法，向客户端响应一个 JSON 对象
res.send({ name: 'zs', age: 20, gender: '男' })
})
app.post('/user', (req, res) => {
// 调用 express 提供的 res.send() 方法，向客户端响应一个 文本字符串
//通过 res.send() 方法，可以把处理好的内容，发送给客户端：
res.send('请求成功')
})
app.get('/', (req, res) => {
// 通过 req.query 可以获取到客户端发送过来的 查询参数
// 注意：默认情况下，req.query 是一个空对象
console.log(req.query)
res.send(req.query)
})
// 注意：这里的 :id 是一个动态的参数
app.get('/user/:ids/:username', (req, res) => {
//通过 req.params 对象，可以访问到 URL 中，通过 : 匹配到的动态参数：
// req.params 是动态匹配到的 URL 参数，默认也是一个空对象
console.log(req.params)
res.send(req.params)
})
// 3. 启动 web 服务器
app.listen(80, () => {
console.log('express server running at http://127.0.0.1')
})
2.2 托管静态资源
- express.static()
express.static()，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 '))
即可以直接在网页访问 public目录下的图片、CSS 文件、JavaScript 文件：
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。
- 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('users '))
- 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：
目的：通过带有 /public 前缀地址来访问 public 目录中的文件。
app.use('./public', express.static('./public'))
如访问：
http://localhost:3000/public/images/kitten.jpg
http://localhost:3000/public/css/style.css
http://localhost:3000/public/js/app.js
三、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。
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。 -
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
我们可以将 node 命令替换为 nodemon 命令，使用 nodemon app.js 来启动项目。从而实现自动重启项目的效果。
四、 Express 路由
4.1 路由的概念
4.1.1 什么是路由
广义上来讲，路由就是映射关系。
4.1.2. Express 中的路由
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)
4.2 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。
4.3 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()
// 挂载路由
app.get('/', (req, res) => {
res.send('hello world.')
})
app.post('/', (req, res) => {
res.send('Post Request.')
})
app.listen(80, () => {
console.log('http://127.0.0.1')
})
-
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 -
创建路由模块
router.js 如下
// 1. 导入 express
const express = require('express')
// 2. 创建路由对象
const router = express.Router()
// 3. 挂载具体的路由
router.get('/user/list', (req, res) => {
res.send('Get user list.')
})
router.post('/user/add', (req, res) => {
res.send('Add new user.')
})
// 4. 向外导出路由对象
module.exports = router
- 注册路由模块
// 1. 导入路由模块
const router = require('./03.router')
// 2. 注册路由模块
app.use( router)
- 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示例如下：
// 1. 导入路由模块
const router = require('./03.router')
// 2. 注册路由模块
app.use('/api', router)
4.4 Express 中间件
4.4.1 什么是中间件
中间件（Middleware ），特指业务流程的中间处理环节。
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。
4.4.2 Express 中间件的调用
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 的中间件，本质上就是一个 function 处理函数。
1 ）定义中间件函数：
//定义一个最简单的中间件函数
const mw = function (req, res, next) {
console.log('这是最简单的中间件函数')
//把流转关系，转交给下一个中间件或路由
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：表示把流转关系转交给下一个中间件或路由。
2 ）定义全局中间件的简化形式
app.use((req, res, next) => {
console.log('这是最简单的中间件函数')
next()
})
4.4.2 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：
// 定义第一个全局中间件
app.use((req, res, next) => {
console.log('调用了第1个全局中间件')
next()
})
// 定义第二个全局中间件
app.use((req, res, next) => {
console.log('调用了第2个全局中间件')
next()
})
// 定义一个路由
app.get('/user', (req, res) => {
res.send('User page.')
})
4.4.3 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：
app.get('/', [mw1, mw2], (req, res) => {
res.send('Home page.')
})
app.get('/user', (req, res) => {
res.send('User page.')
})
4.4.5 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
4.5 中间件的分类
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
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：
// 应用级别的中间件 （全局）
app.use((req, res, next) => {
next()
})
// 应用级别的中间件 （局部）
app.get('/', mw1, (req, res) => {
res.send('Home page.')
})
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，代码示例如下：
const express = require('express')
// 2. 创建路由对象
const router = express.Router()
router.use((req, res, next) => {
next()
})
app.use('/', 'router')
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。
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！
// 1. 定义路由
app.get('/', (req, res) => {
// 1.1 人为的制造错误
throw new Error('服务器内部发生了错误！')
res.send('Home page.')
})
// 2. 定义错误级别的中间件，捕获整个项目的异常错误，从而防止程序的崩溃
app.use((err, req, res, next) => {
console.log('发生了错误！' + err.message)
res.send('Error：' + err.message)
})
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：
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）
// 通过 express.json() 这个中间件，解析表单中的 JSON 格式的数据
app.use(express.json())
// 通过 express.urlencoded() 这个中间件，来解析 表单中的 url-encoded 格式的数据
app.use(express.urlencoded({ extended: false }))
4.5.5 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。
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。
4.5.6 自定义中间件
- 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。
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
使用 app.use() 来定义全局生效的中间件，代码如下：
app.use(func(req, res, next){
})
- 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。
let str = ''
// 2. 监听 req 的 data 事件
req.on('data', (chunk) => {
str += chunk
- 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：
// 3. 监听 req 的 end 事件
req.on('end', () => {
// 在 str 中存放的是完整的请求体数据
console.log(str)
// TODO: 把字符串格式的请求体数据，解析成对象格式
- 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：
// 导入 Node.js 内置的 querystring 模块
const qs = require('querystring')
// 调用qs.parse(str) 方法解析查询字符串
const body = qs.parse(str)
- 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', () => {
// 在 str 中存放的是完整的请求体数据
// console.log(str)
// TODO: 把字符串格式的请求体数据，解析成对象格式
const body = qs.parse(str)
req.body = body
next()
})
- 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
custom-body-parser.js
const qs = require('querystring')
const bodyParser = (req, res, next) => {
// 定义中间件具体的业务逻辑
// 1. 定义一个 str 字符串，专门用来存储客户端发送过来的请求体数据
let str = ''
// 2. 监听 req 的 data 事件
req.on('data', (chunk) => {
str += chunk
})
// 3. 监听 req 的 end 事件
req.on('end', () => {
// 在 str 中存放的是完整的请求体数据
// console.log(str)
// TODO: 把字符串格式的请求体数据，解析成对象格式
const body = qs.parse(str)
req.body = body
next()
})
}
module.exports = bodyParser
index.js
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 1. 导入自己封装的中间件模块
const customBodyParser = require('./custom-body-parser')
// 2. 将自定义的中间件函数，注册为全局可用的中间件
app.use(customBodyParser)
app.post('/user', (req, res) => {
res.send(req.body)
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
})
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