基于 Node.js 的后端框架：NestJS 和 Express（二）

最新推荐文章于 2025-10-22 11:02:28 发布
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#node.js #express

在上篇：基于 Node.js 的后端框架（一）中，我们讨论了NestJS 和 Express 的差异以及选择的考量。现在，让我们深入了解一下各自的特点和使用方法，并推荐了学习资源。

一、Express

Express 是基于 Node.js 平台的轻量级 Web 应用框架，它简化了原生 Node.js 开发 HTTP 服务器的复杂度，提供了简洁的 API 和丰富的功能，是 Node.js 生态中最流行的后端框架之一。其设计哲学是“少即是多”，核心专注于 HTTP 路由和中间件，同时保持高度灵活，允许开发者根据需求自由扩展。

1、Express 的特点

  1. 轻量灵活
    核心代码简洁，仅提供基础的 Web 开发功能（路由、中间件、请求处理等），不强制绑定特定的数据库或模板引擎，开发者可按需选择工具栈。

  2. 强大的路由系统
    支持基于 HTTP 方法（GET/POST/PUT/DELETE 等）和 URL 路径的路由定义，可轻松实现 RESTful API 设计。

  3. 中间件机制
    这是 Express 的核心特性。中间件是一个函数，可访问请求对象（req）、响应对象（res）和下一个中间件函数（next），用于处理请求、响应、错误捕获、日志记录等。支持串联多个中间件，形成处理流水线。

  4. 简化的请求/响应处理
    封装了原生 Node.js 的 http 模块，提供更直观的 API（如 res.send()、res.json()、req.params 等），简化参数解析、响应发送等操作。

  5. 丰富的生态
    社区提供了大量第三方中间件（如解析 JSON 数据的 body-parser、处理跨域的 cors、身份验证的 passport 等），可快速扩展功能。

2、功能与使用示例

1. 基本使用流程
// 1. 安装：npm install express
const express = require('express');
const app = express(); // 创建应用实例

// 2. 定义路由（处理 GET 请求）
app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello Express!'); // 发送响应
});

// 3. 启动服务器
const port = 3000;
app.listen(port, () => {
  console.log(`服务器运行在 http://localhost:${port}`);
});
2. 功能示例

  • 路由与参数：支持动态路由参数和查询字符串解析

    // 动态路由（如 /user/123）
app.get('/user/:id', (req, res) => {
  const userId = req.params.id; // 获取路由参数
  const name = req.query.name; // 获取查询参数（如 ?name=xxx）
  res.json({ id: userId, name: name || 'Guest' });
});

  • 中间件使用：例如日志中间件、静态文件服务

    // 自定义日志中间件
const logger = (req, res, next) => {
  console.log(`${req.method} ${req.url} - ${new Date().toISOString()}`);
  next(); // 调用下一个中间件
};

// 应用中间件（所有请求都会经过）
app.use(logger);

// 内置中间件：处理 JSON 请求体
app.use(express.json());

// 静态文件服务（访问 /public 下的文件）
app.use('/public', express.static('static-files'));

  • 处理 POST 请求：配合中间件解析请求体

    // 解析表单数据（x-www-form-urlencoded）
app.use(express.urlencoded({ extended: true }));

app.post('/login', (req, res) => {
  const { username, password } = req.body; // 获取 POST 数据
  res.send(`登录信息：${username} / ${password}`);
});

3、适用场景

  • 构建 RESTful API：快速设计和实现数据接口（如前后端分离的后端服务）。
  • Web 应用开发：配合模板引擎（如 EJS、Pug）实现服务器端渲染（SSR）。
  • 中间层服务：作为代理服务器，转发请求、处理跨域或数据转换。
  • 微服务组件：在分布式系统中作为轻量服务节点。

4、生态与扩展

Express 本身仅提供基础功能，但其生态丰富，可通过中间件快速扩展：

  • 数据解析：express.json()（内置）、multer（处理文件上传）。
  • 跨域处理：cors 中间件。
  • 身份验证：passport.js、jsonwebtoken（JWT 认证）。
  • 数据库集成：配合 mongoose（MongoDB）、sequelize（SQL 数据库）等 ORM 工具。
  • API 文档：swagger-ui-express 自动生成接口文档。

附：学习资源

  1. 官方文档：Express 中文文档（权威、简洁，含快速入门和 API 参考）。
  2. 实战教程：

二、NestJS

NestJS 是一个基于 Node.js 的企业级后端框架，由 Kamil Myśliwiec 于 2017 年创建。它借鉴了 Angular 的模块化架构思想，结合了面向对象编程（OOP）、函数式编程（FP）和函数式响应式编程（FRP）的特点，旨在为 Node.js 开发提供结构化、可扩展、易维护的解决方案。

与 Express 的“轻量灵活”不同，NestJS 更强调“规范与架构”，尤其适合大型团队协作和复杂业务系统的开发。

1、特点

  1. TypeScript 优先
    原生支持 TypeScript（也兼容 JavaScript），通过静态类型检查提升代码质量，减少运行时错误，同时增强 IDE 智能提示，提升开发效率。

  2. 模块化架构
    采用“模块（Module）”作为组织代码的基本单元，每个模块封装一组相关的控制器、服务和依赖，形成高内聚低耦合的结构。这种设计让大型项目的代码组织更清晰。

  3. 依赖注入（DI）
    内置依赖注入系统，通过控制反转（IoC）管理组件间的依赖关系，简化代码测试、复用和维护。例如，服务（Service）可以被注入到控制器（Controller）中，无需手动实例化。

  4. 灵活的底层适配
    默认使用 Express 作为 HTTP 服务器，也可无缝切换到 Fastify（性能更优的 Node.js 服务器），兼顾兼容性和性能需求。

  5. 丰富的装饰器
    通过装饰器（Decorator）简化路由定义、中间件绑定、管道验证等操作，语法简洁且语义清晰（类似 Spring Boot 的注解）。

  6. 全栈扩展能力
    不仅支持 RESTful API，还内置对 GraphQL、WebSocket、微服务（通过 gRPC、MQTT 等）的支持，可轻松构建复杂分布式系统。

2、概念及代码示例

NestJS 的核心概念围绕“模块-控制器-服务”三层架构展开：

1. 模块（Module）

用于组织相关组件，声明控制器、服务和依赖项。

// src/app.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { AppController } from './app.controller';
import { AppService } from './app.service';

@Module({
  imports: [], // 导入其他模块
  controllers: [AppController], // 该模块的控制器
  providers: [AppService], // 该模块的服务（可被注入）
})
export class AppModule {}
2. 控制器（Controller）

负责处理 HTTP 请求，定义路由和请求处理逻辑（类似 Express 的路由处理器）。

// src/app.controller.ts
import { Controller, Get, Param } from '@nestjs/common';
import { AppService } from './app.service';

@Controller() // 基础路由（此处为空，即根路径）
export class AppController {
  // 通过依赖注入获取 AppService 实例
  constructor(private readonly appService: AppService) {}

  @Get() // 处理 GET / 请求
  getHello(): string {
    return this.appService.getHello(); // 调用服务的方法
  }

  @Get('/user/:id') // 处理 GET /user/:id 请求
  getUser(@Param('id') id: string): string {
    return this.appService.getUser(id);
  }
}
3. 服务（Service）

封装业务逻辑，被控制器调用，可通过依赖注入复用（类似“业务逻辑层”）。

// src/app.service.ts
import { Injectable } from '@nestjs/common';

@Injectable() // 标记为可注入的服务
export class AppService {
  getHello(): string {
    return 'Hello NestJS!';
  }

  getUser(id: string): string {
    return `User ID: ${id}`;
  }
}
4. 启动应用
// src/main.ts
import { NestFactory } from '@nestjs/common';
import { AppModule } from './app.module';

async function bootstrap() {
  const app = await NestFactory.create(AppModule); // 创建应用实例
  await app.listen(3000); // 启动服务器，监听 3000 端口
  console.log(`应用运行在 http://localhost:3000`);
}
bootstrap();

3、进阶特性

  1. 中间件（Middleware）：类似 Express 中间件，用于处理请求（如日志、认证），可全局或局部应用。
  2. 管道（Pipe）：用于数据验证和转换（如参数校验、类型转换），内置 ValidationPipe 可配合 class-validator 实现自动校验。
  3. 守卫（Guard）：控制路由访问权限（如身份验证、角色权限），在控制器或路由执行前生效。
  4. 拦截器（Interceptor）：拦截请求/响应，实现日志记录、缓存、异常处理等（如统一响应格式）。
  5. 微服务：通过 @nestjs/microservices 模块支持多种通信协议（gRPC、RabbitMQ 等），适合构建分布式系统。

4、适用场景

  • 企业级应用：大型业务系统（如电商后台、CRM、ERP），需要严格的架构规范和可扩展性。
  • 微服务架构：通过内置的微服务模块快速搭建分布式服务集群。
  • API 开发：高效构建 RESTful API 或 GraphQL 接口，配合管道和守卫简化验证与权限控制。
  • 团队协作项目：模块化和依赖注入减少代码冲突，提升协作效率。

5、生态与工具

  • CLI 工具：@nestjs/cli 提供项目初始化、代码生成（控制器、服务等）、启动调试等功能，简化开发流程。
  • 数据库集成：支持 TypeORM、Prisma、Mongoose 等 ORM/ODM 工具，轻松连接 SQL/NoSQL 数据库。
  • 认证授权：@nestjs/passport 集成 Passport.js，支持 JWT、OAuth2 等认证策略。
  • 文档生成：@nestjs/swagger 自动生成 Swagger API 文档，方便接口管理。

附：学习资源

  1. 官方文档：NestJS 中文文档（结构清晰，含快速入门和深度指南）。
  2. 实战教程：
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