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Express.js 框架教程：从入门到精通

web 2025/5/4 19:08:57

一、Express.js 简介

Express.js 是一个基于 Node.js 平台的极简、灵活的 web 应用开发框架，它提供了一系列强大的特性来帮助创建各种 Web 和移动设备应用。

1.1 Express 的特点

轻量级且灵活
中间件架构
路由系统强大
支持多种模板引擎
易于集成数据库

1.2 为什么选择 Express

Node.js 最流行的 web 框架
学习曲线平缓
庞大的社区支持
适合构建 RESTful API

二、环境搭建与基本应用

2.1 安装 Express

# 创建项目目录并初始化
mkdir my-express-app
cd my-express-app
npm init -y# 安装 Express
npm install express

2.2 创建第一个 Express 应用

const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;app.get('/', (req, res) => {res.send('Hello World!');
});app.listen(port, () => {console.log(`Example app listening at http://localhost:${port}`);
});

2.3 运行应用

node app.js

三、核心概念

3.1 路由处理

Express 提供了简单直观的路由定义方式：

// 基本路由
app.get('/', (req, res) => {res.send('GET request to homepage');
});app.post('/', (req, res) => {res.send('POST request to homepage');
});// 路径参数
app.get('/users/:userId', (req, res) => {res.send(`User ID: ${req.params.userId}`);
});// 路由链
app.route('/book').get((req, res) => {res.send('Get a random book');}).post((req, res) => {res.send('Add a book');});

3.2 中间件

中间件是 Express 的核心概念，可以访问请求对象(req)、响应对象(res)和应用程序的请求-响应循环中的下一个中间件函数。

// 应用级中间件
app.use((req, res, next) => {console.log('Time:', Date.now());next();
});// 路由级中间件
app.use('/user/:id', (req, res, next) => {console.log('Request Type:', req.method);next();
});// 错误处理中间件
app.use((err, req, res, next) => {console.error(err.stack);res.status(500).send('Something broke!');
});

3.3 静态文件服务

app.use(express.static('public'));

四、高级特性

4.1 模板引擎集成

Express 支持多种模板引擎，如 Pug、EJS、Handlebars 等。

// 设置 EJS 为模板引擎
app.set('view engine', 'ejs');// 渲染视图
app.get('/', (req, res) => {res.render('index', { title: 'Express App', message: 'Hello there!' });
});

4.2 RESTful API 开发

// 获取资源列表
app.get('/api/users', (req, res) => {res.json([{ id: 1, name: 'John' }, { id: 2, name: 'Jane' }]);
});// 获取单个资源
app.get('/api/users/:id', (req, res) => {res.json({ id: req.params.id, name: 'John Doe' });
});// 创建资源
app.post('/api/users', express.json(), (req, res) => {// req.body 包含请求体res.status(201).json({ id: 3, ...req.body });
});// 更新资源
app.put('/api/users/:id', express.json(), (req, res) => {res.json({ id: req.params.id, ...req.body });
});// 删除资源
app.delete('/api/users/:id', (req, res) => {res.status(204).end();
});

4.3 错误处理

// 同步错误处理
app.get('/error', (req, res) => {throw new Error('BROKEN'); // Express 将捕获此错误
});// 异步错误处理
app.get('/async-error', (req, res, next) => {fs.readFile('/file-does-not-exist', (err, data) => {if (err) {next(err); // 将错误传递给 Express} else {res.send(data);}});
});

五、项目结构与最佳实践

5.1 推荐的项目结构

my-express-app/
├── node_modules/
├── config/
│   └── config.js
├── controllers/
│   └── userController.js
├── models/
│   └── userModel.js
├── routes/
│   └── userRoutes.js
├── public/
│   ├── css/
│   ├── js/
│   └── images/
├── views/
│   └── index.ejs
├── app.js
└── package.json

5.2 路由分离示例

// routes/userRoutes.js
const express = require('express');
const router = express.Router();router.get('/', (req, res) => {res.send('User list');
});router.get('/:id', (req, res) => {res.send(`User ID: ${req.params.id}`);
});module.exports = router;// app.js
const userRoutes = require('./routes/userRoutes');
app.use('/users', userRoutes);

5.3 环境变量管理

使用 dotenv 管理环境变量：

npm install dotenv

创建 .env 文件：

PORT=3000
DB_HOST=localhost
DB_USER=root
DB_PASS=s1mpl3

在应用中加载：

require('dotenv').config();const port = process.env.PORT || 3000;
// ...

六、部署与性能优化

6.1 生产环境部署

使用 NODE_ENV=production 环境变量
使用进程管理器（如 PM2）
启用 Gzip 压缩
设置正确的安全头

6.2 性能优化技巧

// 启用压缩
const compression = require('compression');
app.use(compression());// 启用缓存
const apicache = require('apicache');
const cache = apicache.middleware;
app.get('/api/expensive-route', cache('5 minutes'), (req, res) => {// 昂贵的操作
});// 集群模式
const cluster = require('cluster');
const numCPUs = require('os').cpus().length;if (cluster.isMaster) {for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {cluster.fork();}
} else {// 启动 Express 应用
}

七、常见扩展与插件

7.1 常用中间件

body-parser: 解析请求体
cookie-parser: 解析 cookie
morgan: HTTP 请求日志记录
helmet: 安全相关 HTTP 头设置
cors: 跨域资源共享支持

7.2 数据库集成

// MongoDB (Mongoose)
const mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://localhost/myapp');// MySQL
const mysql = require('mysql2');
const connection = mysql.createConnection({host: 'localhost',user: 'root',database: 'test'
});

八、实战项目：构建一个博客系统

8.1 项目需求

用户认证
文章发布
评论功能
分类管理

8.2 核心代码示例

// 用户认证路由
const passport = require('passport');app.post('/login', passport.authenticate('local', { successRedirect: '/',failureRedirect: '/login',failureFlash: true })
);// 文章路由
app.get('/posts', postController.getAllPosts);
app.post('/posts', authMiddleware, postController.createPost);
app.get('/posts/:id', postController.getPost);
app.put('/posts/:id', authMiddleware, postController.updatePost);
app.delete('/posts/:id', authMiddleware, postController.deletePost);