Express中间件开发实战：从0到1构建可复用的Web插件-优快云博客

Express中间件开发实战：从0到1构建可复用的Web插件

【免费下载链接】express Fast, unopinionated, minimalist web framework for node. 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ex/express

你还在为重复编写验证逻辑而烦恼？还在纠结如何优雅地扩展Express功能？本文将带你掌握自定义中间件的完整开发流程，从基础结构到NPM发布，用150行代码打造生产级中间件，让你的Express应用更灵活、更高效。

中间件核心概念

Express中间件（Middleware）是一种拦截HTTP请求的函数，能够在请求到达路由处理前执行特定逻辑。它就像流水线工人，依次对请求进行加工处理。典型应用场景包括：

请求日志记录
用户身份验证
跨域资源共享(CORS)处理
错误捕获与处理

项目中benchmarks/middleware.js展示了基础中间件结构：

app.use(function(req, res, next){
  // 中间件逻辑
  next(); // 传递给下一个中间件
});

从零编写中间件

基础结构模板

所有Express中间件都遵循相同的函数签名，接受三个参数：

req：请求对象(Request)
res：响应对象(Response)
next：回调函数，调用后将控制权交给下一个中间件

// 基础中间件模板
function myMiddleware(req, res, next) {
  // 1. 处理请求逻辑
  console.log(`[${new Date().toISOString()}] ${req.method} ${req.url}`);
  
  // 2. 调用next()传递控制权
  next();
  
  // 注意：next()之后的代码仍会执行
  // 适合记录响应时间等后置操作
}

// 应用中间件
app.use(myMiddleware);

带配置参数的中间件

当需要自定义中间件行为时，可通过高阶函数实现参数传递：

// 带配置的日志中间件
function logger(options = {}) {
  const { level = 'info' } = options;
  
  return function(req, res, next) {
    const start = Date.now();
    
    // 记录请求信息
    console.log(`[${level}] ${req.method} ${req.url}`);
    
    // 监听响应完成事件
    res.on('finish', () => {
      const duration = Date.now() - start;
      console.log(`[${level}] ${res.statusCode} ${duration}ms`);
    });
    
    next();
  };
}

// 使用带参数的中间件
app.use(logger({ level: 'debug' }));

路由级中间件

中间件可精准应用于特定路由，实现细粒度控制。examples/route-middleware/index.js展示了路由中间件的典型应用：

// 用户加载中间件
function loadUser(req, res, next) {
  const user = users[req.params.id];
  if (user) {
    req.user = user;  // 将数据附加到请求对象
    next();           // 继续处理
  } else {
    next(new Error('用户不存在'));  // 传递错误
  }
}

// 权限控制中间件
function checkPermission(req, res, next) {
  if (req.authenticatedUser.id === req.user.id) {
    next();
  } else {
    next(new Error('无权限访问'));
  }
}

// 应用于特定路由
app.get('/user/:id/edit', loadUser, checkPermission, (req, res) => {
  res.send(`编辑用户: ${req.user.name}`);
});

常用中间件模式

异步处理中间件

对于数据库查询等异步操作，需使用异步函数：

// 异步用户验证中间件
async function asyncAuth(req, res, next) {
  try {
    const user = await UserModel.findById(req.cookies.userId);
    if (user) {
      req.user = user;
      next();
    } else {
      next(new Error('未授权'));
    }
  } catch (err) {
    next(err);  // 传递错误给错误处理中间件
  }
}

错误处理中间件

错误处理中间件需要四个参数，专门捕获流程中的异常：

// 集中式错误处理
app.use(function(err, req, res, next) {
  console.error(err.stack);
  
  // 根据错误类型返回不同响应
  if (err.message === '未授权') {
    return res.status(401).send('请先登录');
  }
  
  // 默认500错误
  res.status(500).send('服务器内部错误');
});

测试与调试

本地测试方法

创建examples/route-middleware/index.js测试文件：

const express = require('express');
const app = express();
const myMiddleware = require('./my-middleware');

// 应用自定义中间件
app.use(myMiddleware());

app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello World');
});

// 错误处理
app.use((err, req, res, next) => {
  res.status(500).send(err.message);
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('服务器运行于3000端口');
});

使用curl测试：

curl http://localhost:3000
curl http://localhost:3000/user/1/edit

单元测试

使用Mocha和Chai编写单元测试：

const { expect } = require('chai');
const httpMocks = require('node-mocks-http');
const myMiddleware = require('../lib/my-middleware');

describe('My Middleware', () => {
  it('should add timestamp to request', () => {
    const req = httpMocks.createRequest();
    const res = httpMocks.createResponse();
    const next = () => {};
    
    myMiddleware()(req, res, next);
    
    expect(req.timestamp).to.be.a('number');
  });
});

发布到NPM

项目结构

my-middleware/
├── index.js          # 中间件主文件
├── package.json      # 包配置
├── README.md         # 使用文档
└── test/             # 测试目录
    └── index.test.js # 测试文件

package.json配置

{
  "name": "express-my-middleware",
  "version": "1.0.0",
  "description": "Express日志中间件",
  "main": "index.js",
  "keywords": ["express", "middleware", "logger"],
  "author": "Your Name",
  "license": "MIT",
  "peerDependencies": {
    "express": ">=4.0.0"
  },
  "devDependencies": {
    "mocha": "^9.0.0",
    "chai": "^4.3.4"
  },
  "scripts": {
    "test": "mocha"
  }
}

发布命令

# 登录NPM
npm login

# 发布包
npm publish

# 更新版本
npm version patch
npm publish

实战案例：请求限流中间件

下面实现一个防止API滥用的限流中间件：

const rateLimit = require('express-rate-limit');

// 应用限流中间件
const apiLimiter = rateLimit({
  windowMs: 15 * 60 * 1000, // 15分钟
  max: 100, // 每个IP限制100请求
  standardHeaders: true,
  legacyHeaders: false,
  message: '请求过于频繁，请稍后再试'
});

// 应用到API路由
app.use('/api/', apiLimiter);

完整代码可参考examples/rate-limit/index.js实现。

最佳实践

单一职责：每个中间件只做一件事
尽早返回：错误处理优先
文档完善：说明参数、副作用和使用场景
向后兼容：支持Express不同版本
性能考量：避免同步阻塞操作

总结与展望

通过本文学习，你已掌握Express中间件的开发全过程。中间件机制是Express灵活性的核心，合理使用能极大提升代码复用率。建议深入研究项目中examples/目录下的auth、cookies等官方示例，进一步掌握高级用法。

下一篇我们将探讨中间件的高级模式，包括洋葱模型原理和异步错误处理，敬请期待！

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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考