1.9 Express

Express 是一个基于 Node.js 平台的轻量级、灵活的 Web 应用框架，它为构建 Web 应用和 API 提供了一系列强大的功能。

核心特性

  1. 中间件支持：Express 使用中间件（middleware）函数来处理 HTTP 请求和响应。中间件可以访问请求对象（req）、响应对象（res），以及应用程序的请求-响应循环中的下一个中间件函数。通过中间件，你可以执行各种任务，如日志记录、解析请求体、路由处理等。

  2. 路由：Express 提供了简洁而灵活的路由机制，允许你根据不同的 HTTP 方法（GET, POST 等）和 URL 路径定义处理逻辑。你可以创建复杂的路由结构，并且支持动态路由参数。

  3. 视图系统：Express 支持多种模板引擎，如 EJS、Pug、Handlebars 等，使得你可以轻松地生成 HTML 页面。

  4. 错误处理：内置错误处理机制，可以通过特定的中间件来捕获并处理应用中的错误。

  5. 与数据库集成：虽然 Express 本身不绑定任何数据库，但其灵活性意味着它可以轻松地与 MongoDB、MySQL、PostgreSQL 等数据库集成。

快速入门

安装 Express:

npm install express --save

创建一个简单的服务器：

const express = require('express');
const app = express();app.get('/', (req, res) => {res.send('Hello World!');
});app.listen(3000, () => {console.log('Server is running on port 3000.');
});

Express兼容原生http响应

Express 中，响应对象（res）是对 Node.js 原生 http.ServerResponse 对象的扩展，因此它兼容原生 HTTP 的响应方法。这意味着你可以使用原生的方法，也可以使用由 Express 提供的更高级的 API 来发送响应。

//原生 Node.js:
//使用 res.statusCode、res.setHeader、res.writeconst express = require('express');
const http = require('http');const app = express();// Express 中间件处理
app.use((req, res, next) => {// 原生 HTTP 响应方法示例res.statusCode = 200;res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');res.write('Hello from Express with native HTTP!');// 继续 Express 流程next();
});// Express 路由处理
app.get('/', (req, res) => {// 可以继续使用 Express APIres.end(' (with Express finish)');
});app.listen(3000, () => {console.log('Server running on port 3000');
});

原生 Node.js: 需要手动设置状态码为 3xx 并设置 Location 头。

response.writeHead(302, {Location: 'http://example.com'});
response.end();

Express: 使用便捷的 .redirect() 方法。

res.redirect('http://example.com');

Express 提供了便捷的方法如 .download() 和直接使用流（Stream）来响应文件下载请求。

这是 Express 特有的方法，用于触发文件下载，并自动设置适当的响应头（如 Content-Disposition: attachment）。

const express = require('express');
const app = express();
const path = require('path');app.get('/download', (req, res) => {const filePath = path.join(__dirname, 'public', 'example.txt');res.download(filePath); // 自动触发下载
});

参数说明：

  • res.download(filePath, [filename], [options], [callback])
    • filePath: 文件在服务器上的路径。
    • [filename]: 客户端看到的文件名（可选，默认为原始文件名）。
    • [options]: 可选配置对象，例如 { headers: { ... } }。
    • [callback]: 下载完成后的回调函数。

原生 http 的方法时，你需要手动控制所有流程，包括读取文件、设置响应头、发送数据等

// const http = require('http');
const fs = require('fs');
const path = require('path');
const express = require('express');const app = express();// const server = http.createServer((req, res) => {
//   if (req.url === '/download') {
//     const filePath = path.join(__dirname,  'example.txt');//     res.writeHead(200, {
//       'Content-Type': 'application/octet-stream',
//       'Content-Disposition': 'attachment; filename="example.txt"'
//     });//     const readStream = fs.createReadStream(filePath);
//     readStream.pipe(res);
//   } else {
//     res.writeHead(404);
//     res.end('Not Found');
//   }
// });// server.listen(3000, () => {
//   console.log('Server running on port 3000');
// });app.get('/download', (req, res) => {const filePath = path.join(__dirname,  'example.txt');res.writeHead(200, {'Content-Type': 'application/octet-stream','Content-Disposition': 'attachment; filename="example.txt"'});const readStream = fs.createReadStream(filePath);readStream.pipe(res);
});app.listen(3000, () => {console.log('Server running on port 3000');});

express 特有的响应客户端方法

res.send()

自动根据传入数据类型设置合适的响应头，并发送响应体。

  • 如果是字符串：默认设置 Content-Type: text/html
  • 如果是对象或数组：自动调用 JSON.stringify()，并设置 Content-Type: application/json
  • 支持 Buffer 数据（如二进制）
res.send('Hello World'); // 发送 HTML 或纯文本
res.send({ name: 'Tom' }); // 自动转为 JSON 并设置 Content-Type: application/json
res.send(Buffer.from('ABC')); // 发送二进制数据
  • 智能处理不同类型的数据。
  • 不会触发浏览器下载行为。
  • 适合返回 API 响应、HTML 页面等。
res.json()

专门用于发送 JSON 格式的数据，自动调用 JSON.stringify() 并设置 Content-Type: application/json。

res.json({ success: true, data: { id: 1 } });
// 输出:
// {"success":true,"data":{"id":1}}

  • 保证响应内容为标准 JSON 格式。

  • 设置正确的 Content-Type。
  • 推荐用于构建 RESTful API。

⚠️ 注意：如果传入的是一个循环引用的对象，json() 会抛出错误。

res.sendFile()

用于发送一个文件给客户端（例如 HTML 文件、图片等），常用于静态资源服务。

const path = require('path');app.get('/', (req, res) => {res.sendFile(path.join(__dirname, 'public', 'index.html'));
});

  • 必须传入文件的绝对路径（推荐使用 path.join() 构造）。

  • 自动设置适当的 MIME 类型（如 text/html, image/png 等）。
  • 不会强制浏览器下载，而是尝试在浏览器中直接显示（如 PDF、图片等）。
 res.status(code)
  • 用途：设置 HTTP 状态码。通常与其他响应方法链式使用。
  • res.status(404).send('Not Found');
 res.set(field [, value]) 或 res.header(field [, value])
  • 用途：设置 HTTP 响应头。
  • res.set('Content-Type', 'text/plain');
// 或者
res.set({'Content-Type': 'text/plain','ETag': '12345'
});
 res.type(type) 或 res.contentType(type)
  • 用途：设置 Content-Type 响应头。type 参数可以是 MIME 类型或文件扩展名。
  • res.type('.html'); // Content-Type 设置为 text/html
res.type('json'); // Content-Type 设置为 application/json

路由（Routing）

处理不同路径和 HTTP 方法的请求。

基本路由
// GET 请求
app.get('/users', (req, res) => { /* ... */ });// POST 请求
app.post('/users', (req, res) => { /* ... */ });// 动态路由参数
app.get('/users/:id', (req, res) => {const userId = req.params.id;res.send(`User ${userId}`);
});
路由分组

使用 express.Router 创建模块化路由：

// routes/users.js
const router = require('express').Router();router.get('/', (req, res) => { /* 获取所有用户 */ });
router.post('/', (req, res) => { /* 创建用户 */ });module.exports = router;// main.js
const userRoutes = require('./routes/users');
app.use('/api/users', userRoutes);

 中间件（Middleware）

Express 中，中间件是处理 HTTP 请求的核心机制，它允许你在请求到达路由处理函数之前或之后执行代码。中间件函数可以：

  1. 修改请求和响应对象（如添加属性、设置头部）
  2. 结束请求 - 响应循环（如返回错误或结果）
  3. 调用下一个中间件函数（通过 next()）

内置中间件

// 解析 JSON 请求体
app.use(express.json());// 静态文件服务
app.use(express.static('public'));//有时你可能希望为静态文件添加一个路径前缀，可以通过将挂载点作为第一个参数传递给 express.static 实现：
app.use('/static', express.static('public'));
// 现在，你需要通过 /static/example.html 来访问 public 目录下的 example.html 文件//默认情况下，如果 express.static 找不到请求的文件，它不会发送下一个中间件。如果你想改变这种行为，可以让它继续执行后续的中间件：app.use(express.static('public', { fallthrough: true }));app.use((req, res, next) => {res.status(404).send('Sorry, we cannot find that!');
});
// 这将确保当静态文件未找到时，仍然有机会返回自定义的 404 页面或其他内容。

自定义中间件

中间件函数接收三个参数：(req, res, next)

  • req：HTTP 请求对象
  • res：HTTP 响应对象
  • next：指向下一个中间件的函数，必须调用它才能继续执行后续中间件
// 日志中间件
app.use((req, res, next) => {console.log(`[${new Date().toISOString()}] ${req.method} ${req.url}`);next(); // 传递控制权给下一个中间件
});// 错误处理中间件（必须有 4 个参数）
app.use((err, req, res, next) => {console.error(err);res.status(500).send('Internal Server Error');
});

中间件的类型

1. 应用级中间件

绑定到 app 实例，处理所有路由请求：

// 记录所有请求的时间戳
app.use((req, res, next) => {req.requestTime = Date.now();next();
});
2. 路由级中间件

绑定到特定路由，只处理匹配的请求：

// 仅处理 /users 路径的请求
app.use('/users', (req, res, next) => {console.log('Processing user-related request');next();
});

3. 错误处理中间件

接收四个参数 (err, req, res, next)，用于捕获和处理错误：

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

错误处理

错误处理中间件与普通中间件类似，但需要四个参数，其签名如下：(err, req, res, next)。即使你不使用 next 参数，也必须指定它，以便 Express 能够识别这是一个错误处理中间件。

统一处理应用中的异常：


app.get('/users',(req, res) => {try {const data = getData();req.data = data;next();} catch (err) {next(err); // 将错误传递给错误处理中间件}
});// 全局错误处理
app.use((err, req, res, next) => {const statusCode = err.statusCode || 500;res.status(statusCode).json({error: {message: err.message,status: statusCode}});
});

关键点解释

  1. 触发错误：在任何地方调用 next() 并传入一个错误对象，就可以将控制权交给第一个匹配的错误处理中间件。
  2. 错误处理中间件：使用 app.use() 来定义，它会捕捉所有通过 next(err) 传递过来的错误。
  3. 环境变量判断：在这个例子中，根据应用程序环境（development 或 production），决定是否向客户端暴露详细的错误信息。这有助于保护生产环境下的敏感信息泄露。

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