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Express知识框架

java 2025/5/13 5:32:36

一、核心概念

1. Express 简介

Node.js 的 Web 框架，提供 HTTP 服务器封装
轻量级但灵活，支持中间件扩展
基于路由，支持 RESTful API 和传统 MVC 架构
无内置 ORM 或模板引擎，但可集成第三方库

2. 核心对象

express() - 创建 Express 应用
app (Application 对象) - 管理全局中间件、路由、服务器
req (Request 对象) - 封装 HTTP 请求信息
res (Response 对象) - 封装 HTTP 响应方法
router (Router 对象) - 模块化路由管理

二、核心功能

1. 路由系统

(1) 基本路由

app.METHOD(path, handler)  // GET, POST, PUT, DELETE, etc.
app.all(path, handler)     // 匹配所有 HTTP 方法
app.route(path)            // 链式路由定义

(2) 路由参数

app.get('/users/:id', (req, res) => {const userId = req.params.id;  // 获取动态参数
});

(3) 查询字符串

app.get('/search', (req, res) => {const query = req.query.q;  // /search?q=express
});

(4) 模块化路由 (Router)

const router = express.Router();
router.get('/', (req, res) => { ... });
app.use('/api', router);  // 挂载到 /api 路径

2. 中间件（Middleware）

(1) 基本概念

函数签名：(req, res, next) => { ... }
执行顺序：按 app.use() 顺序执行
作用：修改请求/响应、执行额外逻辑、终止请求

(2) 中间件类型

类型	示例	说明
应用级	`app.use(logger)`	全局中间件
路由级	`router.use(auth)`	路由专属中间件
错误处理	`(err, req, res, next)`	捕获错误
内置	`express.json()`	解析 JSON
第三方	`morgan`	日志记录

(3) 常用内置中间件

app.use(express.json());          // 解析 JSON 请求体
app.use(express.urlencoded());    // 解析表单数据
app.use(express.static('public')); // 静态文件服务

(4) 自定义中间件示例

const logger = (req, res, next) => {console.log(`${req.method} ${req.url}`);next();  // 继续执行后续中间件
};
app.use(logger);

3. 请求与响应处理

(1) Request (`req`) 常用属性/方法

属性/方法	说明
`req.params`	路由参数 (`/users/:id`)
`req.query`	查询参数 (`?name=express`)
`req.body`	请求体（需 `body-parser`）
`req.headers`	请求头
`req.cookies`	Cookie（需 `cookie-parser`）

(2) Response (`res`) 常用方法

方法	说明
`res.send()`	发送响应（自动设置 Content-Type）
`res.json()`	发送 JSON
`res.status()`	设置状态码
`res.redirect()`	重定向
`res.render()`	渲染模板（需模板引擎）
`res.sendFile()`	发送文件
`res.set()`	设置响应头

4. 模板引擎（可选）

(1) 常用引擎

EJS（嵌入式 JS）
Pug（缩进语法）
Handlebars（Mustache 风格）

(2) 配置示例

app.set('views', './views');  // 模板目录
app.set('view engine', 'ejs'); // 使用 EJS
app.get('/', (req, res) => {res.render('index', { title: 'Express' }); // 渲染模板
});

三、高级功能

1. 错误处理

(1) 基本错误处理

app.use((err, req, res, next) => {console.error(err.stack);res.status(500).send('Server Error!');
});

(2) 异步错误处理

app.get('/', async (req, res, next) => {try {await someAsyncOperation();} catch (err) {next(err);  // 传递给错误处理中间件}
});

2. 静态文件服务

app.use(express.static('public'));  // 访问 public/ 目录
app.use('/static', express.static('files'));  // 自定义路径

3. Cookie & Session 管理

(1) Cookie

const cookieParser = require('cookie-parser');
app.use(cookieParser());
res.cookie('name', 'value', { maxAge: 900000 });
req.cookies.name;  // 读取 Cookie

(2) Session

const session = require('express-session');
app.use(session({ secret: 'keyboard cat', resave: false }));
req.session.user = { name: 'John' };  // 设置 Session

4. 文件上传

const multer = require('multer');
const upload = multer({ dest: 'uploads/' });
app.post('/upload', upload.single('file'), (req, res) => {console.log(req.file);  // 文件信息
});

四、安全最佳实践

1. 安全中间件

const helmet = require('helmet');
app.use(helmet());  // 设置安全 HTTP 头

2. CORS 处理

const cors = require('cors');
app.use(cors());  // 允许跨域请求

3. CSRF 防护

const csrf = require('csurf');
app.use(csrf({ cookie: true }));

4. 速率限制

const rateLimit = require('express-rate-limit');
const limiter = rateLimit({ windowMs: 15 * 60 * 1000, max: 100 });
app.use(limiter);

五、部署与优化

1. 生产环境配置

使用 NODE_ENV=production
启用压缩 (compression 中间件)
反向代理（Nginx/Apache）
日志管理（morgan + winston）

2. 进程管理（PM2）

pm2 start app.js --name "express-server" --watch

六、总结对比（Express vs Koa vs NestJS）

特性	Express	Koa	NestJS
中间件模型	线性执行	洋葱圈	模块化 + 依赖注入
异步处理	回调	`async/await`	`async/await`
内置功能	较少	极少	丰富（ORM、微服务等）
适用场景	传统 Web 服务	轻量级 API	企业级应用