Node.js day03

Express

初识 Express

Express 简介
- 什么是 Express
  - 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。
  - Express 的中文官网： http://www.expressjs.com.cn/
- 进一步理解 Express
  - 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。
Express 的基本使用
- 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：
- 创建基本的 Web 服务器
- 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：
- 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：
- 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：
- 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：
- 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：
托管静态资源
- 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：
  - 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。
  - 比如在第一个资源中查找到了就不去第二个资源里查找啦。
- 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：
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。
  - 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：
- 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。

Express 路由

路由的概念
- 什么是路由
  - 广义上来讲，路由就是映射关系。
- 现实生活中的路由
- 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：
- Express 中的路由的例子
- 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：
- 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
- 注册路由模块
- 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：

Express 中间件

中间件的概念
- 什么是中间件
  - 中间件（Middleware ），特指业务流程的中间处理环节。
- 现实生活中的例子
  - 在处理污水的时候，一般都要经过三个处理环节，从而保证处理过后的废水，达到排放标准。
  - 处理污水的这三个中间处理环节，就可以叫做中间件。
- 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。
- 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。
- 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。
Express 中间件的初体验
- 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：
- 全局生效的中间
  - 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：
- 定义全局中间件的简化形式
- 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。
- 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：
- 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：
- 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：
- 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
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
- 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：
- 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：
- 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！
- 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）
- 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。
```
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()

// 1. 导入解析表单数据的中间件 body-parser
const parser = require('body-parser')
// 2. 使用 app.use() 注册中间件
app.use(parser.urlencoded({ extended: false }))
// app.use(express.urlencoded({ extended: false }))

app.post('/user', (req, res) => {
  // 如果没有配置任何解析表单数据的中间件，则 req.body 默认等于 undefined
  console.log(req.body)
  res.send('ok')
})

// 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')
})
```
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
- 定义中间件
  - 使用 app.use() 来定义全局生效的中间件，代码如下：
- 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。
- 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：
- 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：
- 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：
- 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：

使用 Express 写接口

创建基本的服务器
创建 API 路由模块
编写 GET 接口
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 }))
CORS 跨域资源共享
- 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）
- 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
- 什么是 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。
- CORS 的注意事项
  - ①CORS 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。
  - ②CORS 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+）。
- 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：
- 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！
- 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：
- CORS 请求的分类
  - 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，分别是：
    - ①简单请求
    - ②预检请求
- 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）
- 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。
- 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。
JSONP 接口
- 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：
    - ①JSONP 不属于真正的 Ajax 请求，因为它没有使用 XMLHttpRequest 这个对象。
    - ②JSONP 仅支持 GET 请求，不支持 POST、PUT、DELETE 等请求。
- 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：
- 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 <script> 标签进行解析执行
- 实现 JSONP 接口的具体代码
- 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：