Express框架

概述

Express是目前最流行的基于Node.js的Web开发框架，可以快速地搭建一个完整功能的网站。

Express上手非常简单，首先新建一个项目目录，假定叫做hello-world。

 mkdir hello-world

进入该目录，新建一个package.json文件，内容如下。

{
  "name": "hello-world",
  "description": "hello world test app",
  "version": "0.0.1",
  "private": true,
  "dependencies": {
    "express": "4.x"
  }
}

上面代码定义了项目的名称、描述、版本等，并且指定需要4.0版本以上的Express。

然后，就可以安装了。

 npm install

执行上面的命令以后，在项目根目录下，新建一个启动文件，假定叫做index.js。

var express = require('express');
var app = express();

app.use(express.static(__dirname + '/public'));

app.listen(8080);

然后，运行上面的启动脚本。

node index

现在就可以访问http://localhost:8080，它会在浏览器中打开当前目录的public子目录（严格来说，是打开public目录的index.html文件）。如果public目录之中有一个图片文件my_image.png，那么可以用http://localhost:8080/my_image.png访问该文件。

你也可以在index.js之中，生成动态网页。

// index.js

var express = require('express');
var app = express();
app.get('/', function (req, res) {
  res.send('Hello world!');
});
app.listen(3000);

然后，在命令行下运行启动脚本，就可以在浏览器中访问项目网站了。

 node index

上面代码会在本机的3000端口启动一个网站，网页显示Hello World。

启动脚本index.js的app.get方法，用于指定不同的访问路径所对应的回调函数，这叫做“路由”（routing）。上面代码只指定了根目录的回调函数，因此只有一个路由记录。实际应用中，可能有多个路由记录。

// index.js

var express = require('express');
var app = express();

app.get('/', function (req, res) {
  res.send('Hello world!');
});
app.get('/customer', function(req, res){
  res.send('customer page');
});
app.get('/admin', function(req, res){
  res.send('admin page');
});

app.listen(3000);

这时，最好就把路由放到一个单独的文件中，比如新建一个routes子目录。

// routes/index.js

module.exports = function (app) {
  app.get('/', function (req, res) {
    res.send('Hello world');
  });
  app.get('/customer', function(req, res){
    res.send('customer page');
  });
  app.get('/admin', function(req, res){
    res.send('admin page');
  });
};

然后，原来的index.js就变成下面这样。

// index.js
var express = require('express');
var app = express();
var routes = require('./routes')(app);
app.listen(3000);

运行原理

底层：http模块

Express框架建立在node.js内置的http模块上。http模块生成服务器的原始代码如下。

var http = require("http");

var app = http.createServer(function(request, response) {
  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
  response.end("Hello world!");
});

app.listen(3000, "localhost");

上面代码的关键是http模块的createServer方法，表示生成一个HTTP服务器实例。该方法接受一个回调函数，该回调函数的参数，分别为代表HTTP请求和HTTP回应的request对象和response对象。

Express框架的核心是对http模块的再包装。上面的代码用Express改写如下。

var express = require('express');
var app = express();

app.get('/', function (req, res) {
  res.send('Hello world!');
});

app.listen(3000);

比较两段代码，可以看到它们非常接近。原来是用http.createServer方法新建一个app实例，现在则是用Express的构造方法，生成一个Epress实例。两者的回调函数都是相同的。Express框架等于在http模块之上，加了一个中间层。

什么是中间件

简单说，中间件（middleware）就是处理HTTP请求的函数。它最大的特点就是，一个中间件处理完，再传递给下一个中间件。App实例在运行过程中，会调用一系列的中间件。

每个中间件可以从App实例，接收三个参数，依次为request对象（代表HTTP请求）、response对象（代表HTTP回应），next回调函数（代表下一个中间件）。每个中间件都可以对HTTP请求（request对象）进行加工，并且决定是否调用next方法，将request对象再传给下一个中间件。

一个不进行任何操作、只传递request对象的中间件，就是下面这样。

function uselessMiddleware(req, res, next) {
  next();
}

上面代码的next就是下一个中间件。如果它带有参数，则代表抛出一个错误，参数为错误文本。

function uselessMiddleware(req, res, next) {
  next('出错了！');
}

抛出错误以后，后面的中间件将不再执行，直到发现一个错误处理函数为止。

use方法

use是express注册中间件的方法，它返回一个函数。下面是一个连续调用两个中间件的例子

var express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use(function(request, response, next) {
  console.log("In comes a " + request.method + " to " + request.url);
  next();
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Hello world!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337);

上面代码使用app.use方法，注册了两个中间件。收到HTTP请求后，先调用第一个中间件，在控制台输出一行信息，然后通过next方法，将执行权传给第二个中间件，输出HTTP回应。由于第二个中间件没有调用next方法，所以request对象就不再向后传递了。

use方法内部可以对访问路径进行判断，据此就能实现简单的路由，根据不同的请求网址，返回不同的网页内容。

var express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use(function(request, response, next) {
  if (request.url == "/") {
    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
    response.end("Welcome to the homepage!\n");
  } else {
    next();
  }
});

app.use(function(request, response, next) {
  if (request.url == "/about") {
    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  } else {
    next();
  }
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("404 error!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337);

上面代码通过request.url属性，判断请求的网址，从而返回不同的内容。注意，app.use方法一共登记了三个中间件，只要请求路径匹配，就不会将执行权交给下一个中间件。因此，最后一个中间件会返回404错误，即前面的中间件都没匹配请求路径，找不到所要请求的资源。

除了在回调函数内部判断请求的网址，use方法也允许将请求网址写在第一个参数。这代表，只有请求路径匹配这个参数，后面的中间件才会生效。无疑，这样写更加清晰和方便。

app.use('/path', someMiddleware);

上面代码表示，只对根目录的请求，调用某个中间件。

因此，上面的代码可以写成下面的样子。

var express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use("/home", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Welcome to the homepage!\n");
});

app.use("/about", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Welcome to the about page!\n");
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("404 error!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337);

Express的方法

all方法和HTTP动词方法

针对不同的请求，Express提供了use方法的一些别名。比如，上面代码也可以用别名的形式来写

var express = require("express");
var http = require("http");
var app = express();

app.all("*", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  next();
});

app.get("/", function(request, response) {
  response.end("Welcome to the homepage!");
});

app.get("/about", function(request, response) {
  response.end("Welcome to the about page!");
});

app.get("*", function(request, response) {
  response.end("404!");
});

http.createServer(app).listen(1337);

上面代码的all方法表示，所有请求都必须通过该中间件，参数中的“*”表示对所有路径有效。get方法则是只有GET动词的HTTP请求通过该中间件，它的第一个参数是请求的路径。由于get方法的回调函数没有调用next方法，所以只要有一个中间件被调用了，后面的中间件就不会再被调用了。

除了get方法以外，Express还提供post、put、delete方法，即HTTP动词都是Express的方法。

这些方法的第一个参数，都是请求的路径。除了绝对匹配以外，Express允许模式匹配。

app.get("/hello/:who", function(req, res) {
  res.end("Hello, " + req.params.who + ".");
});

上面代码将匹配“/hello/alice”网址，网址中的alice（名字）将被捕获，作为req.params.who属性的值。需要注意的是，捕获后需要对网址进行检查，过滤不安全字符，上面的写法只是为了演示，生产中不应这样直接使用用户提供的值。

如果在模式参数后面加上问号，表示该参数可选。

app.get('/hello/:who?',function(req,res) {
    if(req.params.id) {
        res.end("Hello, " + req.params.who + ".");
    }
    else {
        res.send("Hello, Guest.");
    }
});

set方法

set方法用于指定变量的值。

app.set("views", __dirname + "/views");

app.set("view engine", "jade");

上面代码使用set方法，为系统变量“views”和“view engine”指定值。

response对象

response.redirect方法

response.redirect方法允许网址的重定向。

response.redirect("/hello/anime");
response.redirect("http://www.example.com");
response.redirect(301, "http://www.example.com"); 

response.sendFile方法

response.sendFile方法用于发送文件

response.sendFile("/path/to/anime.mp4");

response.render方法

response.render方法用于渲染网页模板。

app.get("/", function(request, response) {
  response.render("index", { message: "Hello World" });
});

上面代码使用render方法，将message变量传入index模板，渲染成HTML网页。

requst对象

request.ip

request.ip属性用于获得HTTP请求的IP地址。

request.filesre

quest.files用于获取上传的文件。

搭建HTTPs服务器

使用Express搭建HTTPs加密服务器

var fs = require('fs');
var options = {
  key: fs.readFileSync('E:/ssl/myserver.key'),
  cert: fs.readFileSync('E:/ssl/myserver.crt'),
  passphrase: '1234'
};

var https = require('https');
var express = require('express');
var app = express();

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

var server = https.createServer(options, app);
server.listen(8084);
console.log('Server is running on port 8084');

参考链接

• Raymond Camden, Introduction to Express
• Christopher Buecheler, Getting Started With Node.js, Express, MongoDB
• Stephen Sugden, A short guide to Connect Middleware
• Evan Hahn, Understanding Express.js
• Chris Sevilleja, Learn to Use the New Router in ExpressJS 4.0
• Stefan Fidanov, Limitless file uploading to Amazon S3 with Node & Express