深入理解 Express.js -JavaScript-火龙果软件工程

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深入理解 Express.js

译者：网名还没想好来源：博客园发布于 2015-03-25

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本文针对那些对Node.js有一定了解的读者。假设你已经知道如何运行Node代码，使用npm安装依赖模块。但我保证，你并不需要是这方面的专家。本文针对的是Express 3.2.5版本，以介绍相关概念为主。

Express.js这么描述自己：”轻量灵活的Node.js Web应用框架”。它可以帮助你快速搭建web应用。如果你使用过Ruby里的Sinatra,那么相信你对这个也会很快就能熟悉。

和其他web框架一样，Express隐藏了代码背后的祕密，然后告诉你：”别担心，你不用去理解这个部分”。它来帮你解决这些问题，所以你不用去为这个而烦恼，只用将重心集中到代码上。换句话说，它有某些魔法！

Express的wiki里介绍了一些它的使用者，其中就有很多知名的公司: MySpace, Klout.

但是拥有魔力是需要付出代价的，你可能根本就不知道它的工作原理。正如驾驶一辆汽车，我可以很好的驾驭它但是可能不理解为什么汽车可以正常工作，但是我最好知道这些东西。如果车坏掉怎么办？如果你想最大程度的去发挥它的性能？如果你对知识有无限的渴望并想去弄清它？

那么我首先从理解Express的最底层-Node开始。

底层：Node HTTP服务器

Node中有HTTP模块, 它将搭建一个web服务器的过程抽象出来。你可以这样使用:

// 引入所需模块  
2.var http = require("http");  
3.   
4.// 建立服务器  
5.var app = http.createServer(function(request, response) {  
6.    response.writeHead(200, {  
7.        "Content-Type": "text/plain"     
8.    });  
9.    response.end("Hello world!\n");  
10.});  
11.   
12.// 启动服务器  
13.app.listen(1337, "localhost");  
14.console.log("Server running at http://localhost:1337/");

运行这个程序(假设文件名为 app.js ,运行 node app.js )，你会得到”Hello world!“ 在浏览器访问localhost:1337 ，你会得到同样的结果。你也可以尝试访问其他地址，如 localhost:1337/whatever ，结果仍然会一样。

分解以上代码来看。

第一行使用 require 函数引入Node内置模块 http 。然后存入名为 http 的变量中。如果你要了解更多关于require函数的知识，参考Nodejitsu的文档。

然后我们使用 http.createServer 将服务器保存至 app 变量。它将一个函数作为参数监听请求。稍后将会详细介绍它。

最后我们要做的就是告诉服务器监听来自1337端口的请求，之后输出结果。然后一切完成。

好的，回到request请求处理函数。这个函数相当重要。

request方法

在开始这个部分之前，我事先声明这里所涉及的HTTP相关知识与学习Express本身没有太大关係。如果你感兴趣，可以查看HTTP模块文档。

任何时候我们向服务器发起请求，request方法将会被调用。如果你不信，你可以 console.log 将结果打印出来。你会发现每次请求一个页面时它都会出来。

request 是来自客户端的请求。在很多应用中，你可能会看到它的缩写 req 。仔细看代码。我们修改代码如下:

var app = http.createServer(function(request, response) {  
2.   
3.    // 创建answer变量  
4.    var answer = "";  
5.    answer += "Request URL: " + request.url + "\n";  
6.    answer += "Request type: " + request.method + "\n";  
7.    answer += "Request headers: " + JSON.stringify(request.headers) + "\n";  
8.   
9.    // 返回结果  
10.    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain" });  
11.    response.end(answer);  
12.   
13.});

重启服务器并刷新 localhsot:1337 .你会发现，每次访问一个URL，就会发起一次GET请求，并会得到一堆类似用户代理或者一些其他的更加複杂的HTTP相关信息。如果你访问 localhost:1337/what_is_fraser, 你会看到request的地址发生了变化。如果你使用不同的浏览器访问，用户代理也会跟着改变，如果你使用POST请求，request的方法也很改变。

response 是另外一个部分。正如 request 被缩写为 req ，response 同样被简写为 res 。每次response你都会得到对应的返回结果，之后你便可以通过调用 response.end 来结束。实际上最终你还是要执行这个方法的, 甚至在node的文档里也是这么描述的。这个方法完成了真正的数据传输部分。你可以建立一个服务器并不调用 req.end 方法，它就会永远存在。

在你返回结果之前，你也可以填写一下header头部部分。我们的例子里是这么写的:

response.writeHead(200, { "Content-Type": 
                          "text/plain" });

这个步骤主要完成两件事情。第一，发送HTTP状态码，表示请求成功。其次，它设置了返回的头部信息。这里表示我们要返回的是纯文本格式的内容。我们也可以返回类似JSON或者HTML格式的内容。

看了上面的之后，你可能会立马开始利用它来写api了。

var http = require("http");  
2.   
3.http.createServer(function(req, res) {  
4.   
5.    // Homepage  
6.    if(req.url == "/") {  
7.        res.writeHead(200, { "Content-Type": "text/html" });  
8.        res.end("Welcome to the homepage!");  
9.    }  
10.   
11.    // About page  
12.    else if (req.url == "/about") {  
13.        res.writeHead(200, { "Content-Type": "text/html" });  
14.        res.end("Welcome to the about page!");  
15.    }  
16.   
17.    // 404'd!  
18.    else {  
19.        res.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });  
20.        res.end("404 error! File not found.");  
21.    }  
22.   
23.}).listen(1337, "localhost");

你可以选择优化代码，让它变得更整洁。也可以向npm.org的那帮傢伙一样用原生的Node来编写。但是你也可以选择去创建一个框架。这就是Sencha所做的，并把这个框架称为 – Connect.

中间件: Connect

Connect是Nodejs的中间件。可能你现在还并不太理解什么是中间件(middleware)，别担心，我马上会进行详细解释。

一段Connect代码

假如我们想要编写和上面一样的代码，但是这次我们要使用Connect.别忘记安装Connect模块(npm install)。完成之后，代码看起来非常相似。

// 引入所需模塊  
2.var connect = require("connect");  
3.var http = require("http");  
4.   
5.// 建立app  
6.var app = connect();  
7.   
8.// 添加中间件  
9.app.use(function(request, response) {  
10.    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });  
11.    response.end("Hello world!\n");  
12.});  
13.   
14.// 启动应用  
15.http.createServer(app).listen(1337);

下面分解这段代码来看。

首先我们分别引入了Connect和Node HTTP模块。

接下来和之前一样声明 app 变量，但是在创建服务器时，我们调用了 connect().这有是如何工作的？

我们添加了一个中间件，实际上就是一个函数。传入 app.use ，几乎和上面使用request方法写法一样。实际上代码是从上面粘贴过来的。

之后我们建立并啓动服务器。 http.createServer 接收函数作为参数。没错，app 实际上也是一个函数。这是一个Connect提供的函数，它会查找代码并自上而下执行。

(你可能会看见其他人使用 app.listen(1337), 这实际上只是将 http.createServer 返回一个promise对象。再Connect和Express中都是一样的原理。)

接下来解释什么是中间件(middleware).

什么是中间件?

首先推荐阅读Stephen Sugden对于Connect中间件的描述,比我讲的更好。如果你不喜欢我的解释，那就去看看。

还记得之前的request方法？每个中间件都是一个handler.依次传入request, response, next三个参数。

一个最基本的中间件结构如下:

function myFunMiddleware(request, response, next) {  
2.    // 对request和response作出相应操作  
3.    // 操作完毕后返回next()即可转入下個中间件  
4.    next();  
5.}

当我们啓动一个服务器，函数开始从顶部一直往下执行。如果你想输出函数的执行过程，添加一下代码:

var connect = require("connect");  
2.var http = require("http");  
3.var app = connect();  
4.   
5.// log中间件  
6.app.use(function(request, response, next) {  
7.    console.log("In comes a " + request.method + " to " + request.url);  
8.    next();  
9.});  
10.   
11.// 返回"hello world"  
12.app.use(function(request, response, next) {  
13.    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });  
14.    response.end("Hello World!\n");  
15.});  
16.   
17.http.createServer(app).listen(1337);

如果你啓动应用并访问 localhost:1337，你会看到服务器可以log出相关信息。

有一点值得注意，任何可以在Node.js下执行的代码都可以在中间件执行。例如上面我们所使用的req.method 方法。

你当然可以编写自己的中间件，但是也不要错过Connect的一些很cool的第三方中间件。下面我们移除自己的log中间件，使用Connect内置方法。

var connect = require("connect");  
2.var http = require("http");  
3.var app = connect();  
4.   
5.app.use(connect.logger());  
6.// 一個有趣的事实：connect.logger返回一個函数  
7.   
8.app.use(function(request, response) {  
9.    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });  
10.    response.end("Hello world!\n");  
11.});  
12.   
13.http.createServer(app).listen(1337);

跳转至浏览器并访问 localhost:1337 你会得到同样的结果。

很快有人就会想使用上面的中间件组合起来创建一个完整应用。代码如下:

var connect = require("connect");  
2.var http = require("http");  
3.var app = connect();  
4.   
5.app.use(connect.logger());  
6.   
7.// Homepage  
8.app.use(function(request, response, next) {  
9.    if (request.url == "/") {  
10.        response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });  
11.        response.end("Welcome to the homepage!\n");  
12.        // The middleware stops here.  
13.    } else {  
14.        next();  
15.    }  
16.});  
17.   
18.// About page  
19.app.use(function(request, response, next) {  
20.    if (request.url == "/about") {  
21.        response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });  
22.        response.end("Welcome to the about page!\n");  
23.        // The middleware stops here.  
24.    } else {  
25.        next();  
26.    }  
27.});  
28.   
29.// 404'd!  
30.app.use(function(request, response) {  
31.    response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });  
32.    response.end("404 error!\n");  
33.});  
34.   
35.http.createServer(app).listen(1337);

“这个看起来不太好看!我要自己写框架！”

某些人看了Connect的代码之后觉得，“这个代码可以更简单”。于是他们创造了Express.（事实上他们好像直接盗用了Sinatra.）

最顶层: Express

文章进入第三部分，我们开始真正进入Express.

正如Connect拓展了Node, Express拓展Connect.代码的开始部分看起来和在Connect中非常类似：

var express = require("express");  
2.var http = require("http");  
3.var app = express();

结尾部分也一样:

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

中间部分纔是不一样的地方。Connect为我们提供了中间件，Express则为我们提供了另外三个优秀的特性：路由分发，请求处理，视图渲染。首先从如有开始看。

特性一：路由

路由的功能就是处理不同的请求。在上面的很多例子中，我们分别有首页，关于和404页面。我们是通过 if 来判断并处理不同请求地址。

但是Express却可以做的更好。Express提供了”routing”这个东西，也就是我们所说的路由。我觉得可读性甚至比纯文字还要好。

var express = require("express");  
2.var http = require("http");  
3.var app = express();  
4.   
5.app.all("*", function(request, response, next) {  
6.    response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });  
7.    next();  
8.});  
9.   
10.app.get("/", function(request, response) {  
11.    response.end("Welcome to the homepage!");  
12.});  
13.   
14.app.get("/about", function(request, response) {  
15.    response.end("Welcome to the about page!");  
16.});  
17.   
18.app.get("*", function(request, response) {  
19.    response.end("404!");  
20.});  
21.   
22.http.createServer(app).listen(1337);

简单的引入相关模块之后，我们立即调用 app.all处理所有请求。写法看起来也非常像中间件不是吗？

代码中的 app.get 就是Express提供的路由系统。也可以是 app.post 来处理POST请求，或者是PUT和任何的HTTP请求方式。第一个参数是路径，例如 /about 或者 /。第二个参数类似我们之前所见过的请求handler。引用Expess文档的内容:

这些请求handler和中间件一样，唯一的区别是这些回调函数会调用 next('route') 从而能够继续执行剩下的路由回调函数。这种机制

简单说来，它们和我们之前提过的中间件是一样，只不过是一些函数而已。

这些路由也可以更加灵活，看起来是这样：

1.app.get("/hello/:who", function(req, res) {  
2.    res.end("Hello, " + req.params.who + ".");      
3.});

重启服务器并在浏览器访问 localhost:1337/hello/animelover69 你会得到如下信息：

1.<code>Hello, animelover69. </code>

这些文档演示了如何使用正则表达式，可以使得路由更加灵活。如果只是单从概念理解来讲，我说的已经足够了。

但是还有更加值得我们去关注的。

特性二：请求处理 request handling

Express将你传入请求的handler传入request和response对象中。原先该有的还在，但是却加入了更多新的特性。API文档里有详细解释。下面让我们来看一些例子。

其中一个就是 redirect 方法。代码如下：

1.response.redirect("/hello/anime");  
2.response.redirect("http://xvfeng.me");  
3.response.redirect(301, "http://xvfeng.me"); // HTTP 301状态码

以上代码既不属于原生Node代码也不是来自与Connect,而是Express中自身添加的。它加入了一些例如sendFile，让你传输整个文件等功能：

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

request对象还有一些很cool的属性，例如 request.ip 可以获取IP地址, request.files 上传文件等。

理论上来讲，我们要知道的东西也不是太多，Express做的只是拓展了request和response对象而已。Express所提供的方法，请参考API文档.

特性三：视图

Express可以渲染视图。代码如下：

// 启动Express  
2.var express = require("express");  
3.var app = express();  
4.   
5.// 設置view目錄  
6.app.set("views", __dirname + "/views");  
7.   
8.// 設置模板引擎  
9.app.set("view engine", "jade");

开头部分的代码和前面基本一样。之后我们指定视图文件所在目录。然后告诉Express我们要使用 Jade作为模板引擎。 Jade是一种模板语言。稍后将会详细介绍。

现在我们已经设置好了view.但是如何来使用它呢？

首先我们建立一个名为 index.jade 的文件并把它放入 views 目录。代码如下：

1.doctype 5  
2.html  
3.  body  
4.    h1 Hello, world!  
5.    p= message

代码只是去掉了括号的HTML代码。如果你懂HTML那肯定也看得懂上面的代码。唯一有趣的是最后一样。 message 是一个变量。它是从哪里来的呢？马上告诉你。

我们需要从Express中渲染这个视图。代码如下：

1.app.get("/", function(request, response) {  
2.    response.render("index", { message: "I love anime" });      
3.});

Express为 response 对象添加了一个 render 方法。这个方法可以处理很多事情，但最主要的还是加载模板引擎和对应的视图文件，之后渲染成普通的HTML文档，例如这里的 index.jade.

最后一步(我觉得可能算是第一步)就是安装Jade,因为它本身并不是Express的一部分。添加至package.json 文件并使用 npm install 进行安装。

如果一起设置完毕，你会看到这个页面。完整代码.

加分特性：所有代码来自于Connect和Node

我需要再次提醒你的是Express建立与Connect和Node之上，这意味着所有的Connect中间件均可以在Express中使用。这个对与开发来讲帮助很大。例如：

var express = require("express");  
2.var app = express();  
3.   
4.app.use(express.logger());  // 继承自Connect  
5.   
6.app.get("/", function(req, res) {  
7.    res.send("fraser");      
8.});  
9.   
10.app.listen(1337);

如果说你从这篇文章中学到了一点什么，就是这一点。

实战

本文的大部分内容都是理论，但是下面我将教你如何使用它来做一点你想做的东西。我不想说的过于具体。

你可以将Express安装到系统全局，从而可以在命令行使用它。它可以帮助你迅速的完成代码组织并啓动应用。使用npm安装：

<code># 安装时可能需要加 `sudo` npm install -g express 
                          </code>

如果你需要帮助，输入 express --help 。它加入一些可选参数。例如，如果你想使用EJS模板引擎，LESS作为CSS引擎。应用的名称为”myApp”.输入以下命令：

<code>express --ejs --css less myApp </code>

这里会自动生成很多文件。进入项目目录，并使用 npm install 安装依赖包，之后便可以使用 node app啓动应用！我建议你详细的查看项目结构和代码。它可能还算不上一个真正的应用，但是我觉得它对于初学者来讲还是很有帮助的。

项目Github目录下也有一些很有帮助的文档。

一些补充

如果你也和我一样喜欢使用CoffeeScript，好消息是Express完美支持CoffeeScript.你甚至不需要编译它。这样你只用 coffee app.coffee 即可啓动应用。我在我的其他项目中也是这么做的。

在我看到 app.use(app.router) 的时候我很疑惑： Express不是一直在使用router吗？简单回答是app.router 是Express的路由中间件，在你定义路由的时候被直接添加到项目中。如果你需要在加载其他文件之前应用，也可以直接引入它。关于这么做的原因，请参考StackOverflow的这个答桉.

本文是针对Express 3，而在第四版的规划中又会有很多大的改动。最明显的是，Experss可能要将会分解成一些小的模块，并吸收Connect的一些特性。这个虽然还在计划中，但是也值得一看。

如果这个还不能满足你？你肯定是个变态！你很快就会变成像一个瘾君子，半睁着眼，耗尽你最后一点精力，写着苦逼的代码。

正如Rails成为使用Ruby建立网页应用的王者一样，我觉得Express也会成为Node中的主流。但是和Rails不一样，Express 更加底层。似乎还没有一个真正意义上的高级Node库。我觉得可能会发生改变。（译者注：这点我不同意，Node的很多思想来自与Unix哲学，强调的是一个Module只解决一个问题，而不是成为一个複杂的库。很多Rails的开发者转向Node，就是因为Rails正在逐渐变得臃肿，不易自定义，且效率逐渐降低。）。

这里我就不再多谈。已经又很多很基于Express建立了新的东西，Expess的维基里有列举。如果你觉得好可以随意使用它们，如果你喜欢从底层做起，你也可以只选择Express。不管是哪一种，好好利用它吧。

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