Express使用手记：核心入门

入门简介

Express是基于nodejs的web开发框架。优点是易上手、高性能、扩展性强。

易上手：nodejs最初就是为了开发高性能web服务器而被设计出来的，然而相对底层的API会让不少新手望而却步。express对web开发相关的模块进行了适度的封装，屏蔽了大量复杂繁琐的技术细节，让开发者只需要专注于业务逻辑的开发，极大的降低了入门和学习的成本。
高性能：express仅在web应用相关的nodejs模块上进行了适度的封装和扩展，较大程度避免了过度封装导致的性能损耗。
扩展性强：基于中间件的开发模式，使得express应用的扩展、模块拆分非常简单，既灵活，扩展性又强。

环境准备

首先，需要安装nodejs，这一步请自行解决。接着，安装express的脚手架工具express-generator，这对于我们学习express很有帮助。

npm install -g express-generator

第一个demo

利用之前安装的脚手架工具，初始化我们的demo项目。

  /tmp mkdir express-demo
  /tmp cd express-demo 
  express-demo express

   create : .
   create : ./package.json
   create : ./app.js
   create : ./public
   create : ./public/javascripts
   create : ./public/images
   create : ./public/stylesheets
   create : ./public/stylesheets/style.css
   create : ./routes
   create : ./routes/index.js
   create : ./routes/users.js
   create : ./views
   create : ./views/index.jade
   create : ./views/layout.jade
   create : ./views/error.jade
   create : ./bin
   create : ./bin/www

   install dependencies:
     $ cd . && npm install

   run the app:
     $ DEBUG=express-demo:* npm start

按照指引，安装依赖。并启动服务

npm install

然后，启动服务器。

  express-demo  npm start

> ex1@0.0.0 start /private/tmp/ex1
> node ./bin/www

访问浏览器，迈出成功的第一步。

目录结构介绍

看下demo应用的目录结构。大部分时候，我们的应用目录结构跟这个保持一致就可以了。也可以根据需要自行调整，express并没有对目录结构进行限制。

从目录结构可以大致看出，express应用的核心概念主要包括：路由、中间件、模板引擎。

  express-demo tree -L 1
.
├── app.js # 应用的主入口
├── bin  # 启动脚本
├── node_modules # 依赖的模块
├── package.json # node模块的配置文件
├── public # 静态资源，如css、js等存放的目录
├── routes # 路由规则存放的目录
└── views # 模板文件存放的目录

5 directories, 2 files

核心概念简介

上面提到，express主要包含三个核心概念：路由、中间件、模板引擎。

注意，笔者这里用的是核心概念这样的字眼，而不是核心模块，为什么呢？这是因为，虽然express的中间件有它的定义规范，但是express的内核源码中，其实是没有所谓的中间件这样的模块的。

言归正传，三者简要的来说就是。

中间件：可以毫不夸张的说，在express应用中，一切皆中间件。各种应用逻辑，如cookie解析、会话处理、日志记录、权限校验等，都是通过中间件来完成的。
路由：地球人都知道，负责寻址的。比如用户发送了个http请求，该定位到哪个资源，就是路由说了算。
模板引擎：负责视图动态渲染。下面会介绍相关配置，以及如何开发自己的模板引擎。

核心概念：路由

路由分类

粗略来说，express主要支持四种类型的路由，下面会分别举例进行说明

字符串类型
字符串模式类型
正则表达式类型
参数类型

分别举例如下，细节可参考官方文档。

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

// 路由：字符串类型
app.get('/book', function(req, res, next){
    res.send('book');
});

// 路由：字符串模式
app.get('/user/*man', function(req, res, next){
    res.send('user');  // 比如： /user/man, /user/woman
});

// 路由：正则表达式
app.get(/animals?$/, function(req, res, next){
    res.send('animal');  // 比如： /animal, /animals
});

// 路由：命名参数
app.get('/employee/:uid/:age', function(req, res, next){
    res.json(req.params);  // 比如：/111/30，返回 {"uid": 111, "age": 30}
});

app.listen(3000);

路由拆分

当你用的应用越来越复杂，不可避免的，路由规则也会越来越复杂。这个时候，对路由进行拆分是个不错的选择。

我们分别看下两段代码，路由拆分的好处就直观的体现出来了。

路由拆分前

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

app.get('/user/list', function(req, res, next){
    res.send('/list');
});

app.get('/user/detail', function(req, res, next){
    res.send('/detail');
});

app.listen(3000);

这样的代码会带来什么问题呢？无论是新增还是修改路由，都要带着/user前缀，这对于代码的可维护性来说是大忌。这对小应用来说问题不大，但应用复杂度一上来就会是个噩梦。

路由拆分后

可以看到，通过express.Router()进行了路由拆分，新增、修改路由都变得极为便利。

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

var user = express.Router();

user.get('/list', function(req, res, next){
    res.send('/list');
});

user.get('/detail', function(req, res, next){
    res.send('/detail');
});

app.use('/user', user); // mini app，通常做应用拆分

app.listen(3000);

核心概念：中间件

一般学习js的时候，我们都会听到一句话：一切皆对象。而在学习express的过程中，很深的一个感受就是：一切皆中间件。比如常见的请求参数解析、cookie解析、gzip等，都可以通过中间件来完成。

工作机制

贴上官网的一张图镇楼，图中所示就是传说中的中间件了。

首先，我们自己编写一个极简的中间件。虽然没什么实用价值，但中间件就长这样子。

参数：三个参数，熟悉http.createServer()的同学应该比较眼熟，其实就是req（客户端请求实例）、res（服务端返回实例），只不过进行了扩展，添加了一些使用方法。
next：回调方法，当next()被调用时，就进入下一个中间件。

function logger(req, res, next){
    console.log('here comes request');
    next();
}

来看下实际例子：

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

app.use(function(req, res, next) {
    console.log('1');
    next();
});

app.use(function(req, res, next) {
    console.log('2');
    next();
});

app.use(function(req, res, next) {
    console.log('3');
    res.send('hello');
});

app.listen(3000);

请求 http://127.0.0.1:3000，看下控制台输出，以及浏览器返回内容。

  middleware git:(master)  node chains.js 
1
2
3

应用级中间件 vs 路由级中间件

根据作用范围，中间件分为两大类：

应用级中间件
路由级中间件。

两者的区别不容易说清楚，因为从本质来讲，两类中间件是完全等同的，只是使用场景不同。同一个中间件，既可以是应用级中间件、也可以是路由级中间件。

直接上代码可能更直观。参考下面代码，可以简单粗暴的认为：

应用级中间件：app.use()、app.METHODS()接口中使用的中间件。
路由级中间件：router.use()、router.METHODS()接口中使用的中间件。

var express = require('express');
var app = express();
var user = express.Router();

// 应用级
app.use(function(req, res, next){
    console.log('收到请求，地址为：' + req.url);
    next();
});

// 应用级
app.get('/profile', function(req, res, next){
    res.send('profile');
});

// 路由级
user.use('/list', function(req, res, next){
    res.send('/user/list');
});

// 路由级
user.get('/detail', function(req, res, next){
    res.send('/user/detail');
});

app.use('/user', user);

app.listen(3000);

开发中间件

上面也提到了，中间件的开发是是分分钟的事情，不赘述。

function logger(req, res, next){
    doSomeBusinessLogic(); // 业务逻辑处理，比如权限校验、数据库操作、设置cookie等
    next();  // 如果需要进入下一个中间件进行处理，则调用next();
}

常用中间件

包括但不限于如下。更多常用中间件，可以点击这里

body-parser
compression
serve-static
session
cookie-parser
morgan

核心概念：模板引擎

模板引擎大家不陌生了，关于express模板引擎的介绍可以参考官方文档。

下面主要讲下使用配置、选型等方面的内容。

可选的模版引擎

包括但不限于如下模板引擎

jade
ejs
dust.js
dot
mustache
handlerbar
nunjunks

配置说明

先看代码。

// view engine setup
app.set('views', path.join(__dirname, 'views'));
app.set('view engine', 'jade');

有两个关于模版引擎的配置：

views：模版文件放在哪里，默认是在项目根目录下。举个例子：app.set('views', './views')
view engine：使用什么模版引擎，举例：app.set('view engine', 'jade')

可以看到，默认是用jade做模版的。如果不想用jade怎么办呢？下面会提供一些模板引擎选择的思路。

选择标准

需要考虑两点：实际业务需求、个人偏好。

首先考虑业务需求，需要支持以下几点特性。

支持模版继承(extend)
支持模版扩展(block)
支持模版组合(include)
支持预编译

对比了下，jade、nunjunks都满足要求。个人更习惯nunjunks的风格，于是敲定。那么，怎么样使用呢？

支持nunjucks

首先，安装依赖

npm install --save nunjucks

然后，添加如下配置

var nunjucks = require('nunjucks');

nunjucks.configure('views', {
    autoescape: true,
    express: app
});

app.set('view engine', 'html');

看下views/layout.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>
        {% block title %}
            layout title
        {% endblock %}
    </title>
</head>
<body>
<h1>
    {% block appTitle %}
        layout app title
    {% endblock %}
</h1>
<p>正文</p>

</body>
</html>

看下views/index.html

{% extends "layout.html" %}
{% block title %}首页{% endblock %}
{% block appTitle %}首页{% endblock %}

开发模板引擎

通过app.engine(engineExt, engineFunc)来注册模板引擎。其中

engineExt：模板文件后缀名。比如jade。
engineFunc：模板引擎核心逻辑的定义，一个带三个参数的函数（如下）

// filepath: 模板文件的路径
// options：渲染模板所用的参数
// callback：渲染完成回调
app.engine(engineExt, function(filepath, options, callback){

    // 参数一：渲染过程的错误，如成功，则为null
    // 参数二：渲染出来的字符串
    return callback(null, 'Hello World');
});

比如下面例子，注册模板引擎 + 修改配置一起，于是就可以愉快的使用后缀为tmpl的模板引擎了。

app.engine('tmpl', function(filepath, options, callback){

    // 参数一：渲染过程的错误，如成功，则为null
    // 参数二：渲染出来的字符串
    return callback(null, 'Hello World');
});
app.set('views', './views');
app.set('view engine', 'tmpl');

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环境准备

第一个demo

目录结构介绍

核心概念简介

核心概念：路由

路由分类

路由拆分

核心概念：中间件

工作机制

应用级中间件 vs 路由级中间件

开发中间件

常用中间件

核心概念：模板引擎

可选的模版引擎

配置说明

选择标准

支持nunjucks

开发模板引擎

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可选的模版引擎

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