Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行环境，能够在服务器端运行 JavaScript。而 Express 框架则是 Node.js 中最流行的 Web 框架之一，它提供了一些常用的功能和工具，使得开发者能够快速构建 Web 应用程序。本文将重点介绍如何使用 Express 框架打造高效的 Node.js Web 应用。
一、安装和使用 Express 框架
在开始使用 Express 框架之前，需要先安装它。可以通过 NPM（Node.js 包管理器）来安装。打开终端并输入以下命令：
npm install express --save
运行以上命令后，会自动下载并安装 Express 框架，安装完后我们就可以开始使用了。 要在 Node.js 项目中使用 Express，需要在项目中引入它。在代码中添加以下代码：
const express = require('express');
const app = express();
上述代码中，我们用 require 函数将 Express 模块引入，并将其创建为 app 变量的值。 接下来，我们可以通过 app 变量的方法来访问 Express 框架的功能，比如设置路由、处理 HTTP 请求等。以下是使用 Express 框架设置路由的示例代码：
app.get('/', function (req, res) {
res.send('Hello World!');
});
上述代码中，我们使用 app.get() 方法来设置路由。当用户访问根 URL（'/'）时，会调用回调函数，该函数会返回“Hello World!”作为响应。
二、Express 中间件
Express 中间件是 Web 应用程序中用于处理 HTTP 请求的函数。它们通过修改请求或响应对象、执行任意代码、结束请求-响应循环等来扩展 Express 框架的功能。 以下是一个简单的 Express 中间件示例，它用于记录每个请求的时间和请求方法：
const myMiddleware = function (req, res, next) {
console.log('Request received:', Date.now(), req.method);
next();
};
app.use(myMiddleware);
上述代码中，我们定义了一个名为 myMiddleware 的中间件函数，并使用 app.use() 方法将它注册为全局中间件。当任何 HTTP 请求被发出时，都会先经过该中间件函数，因为它被注册为全局中间件。
三、使用 Express 构建 RESTful API
REST（Representational State Transfer）是一个架构风格，用于 Web 服务。RESTful API 提供了一组 Web APIs，用于创建、读取、更新和删除数据。它们使用 HTTP 协议的 GET、POST、PUT 和 DELETE 请求来实现这些操作。 以下是一个使用 Express 构建 RESTful API 的示例代码：
const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.json());
let users = [
{ id: 1, name: 'alice' },
{ id: 2, name: 'bob' },
{ id: 3, name: 'charlie' },
];
app.get('/users', function (req, res) {
res.send(users);
});
app.post('/users', function (req, res) {
const newUser = req.body;
users.push(newUser);
res.send('User added successfully');
});
app.put('/users/:id', function (req, res) {
const idToUpdate = req.params.id;
const updatedUser = req.body;
users = users.map(user => {
if (user.id == idToUpdate) {
return updatedUser;
}
return user;
});
res.send('User updated successfully');
});
app.delete('/users/:id', function (req, res) {
const idToDelete = req.params.id;
users = users.filter(user => user.id != idToDelete);
res.send('User deleted successfully');
});
app.listen(3000, function () {
console.log('Server started on port 3000');
});
上述代码中，我们创建了一个 RESTful API，允许用户进行以下操作： - GET：获取所有用户的信息 - POST：添加一个新用户 - PUT：更新现有用户的信息 - DELETE：删除现有的用户
四、使用模板引擎渲染动态页面
Express 中可以使用多种模板引擎来动态渲染 HTML 页面，比如 EJS、Pug 和 Handlebars。这些模板引擎基于 HTML 和 JavaScript，可以使用响应式数据来生成 HTML 文件。 以下是一个使用 EJS 模板引擎渲染动态页面的示例代码：
const express = require('express');
const app = express();
app.set('view engine', 'ejs');
app.get('/', function (req, res) {
const greeting = 'Welcome to my website!';
res.render('index', { greeting: greeting });
});
app.listen(3000, function () {
console.log('Server started on port 3000');
});
在上述代码中，我们首先使用 app.set() 方法设置视图引擎为 EJS。接下来，我们使用 res.render() 方法将动态数据（greeting 变量的值）传递到视图文件 index.ejs 中，生成 HTML 文件并将其返回给客户端。
五、使用 Express 处理表单提交
在 Web 开发中，表单提交是很常见的一种用户行为。要在 Express 中处理表单提交，需要使用 body-parser 中间件来解析 POST 请求的正文数据。 以下是一个使用 Express 处理表单提交的示例代码：
const express = require('express');
const bodyParser = require('body-parser');
const app = express();
app.set('view engine', 'ejs');
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
app.get('/form', function (req, res) {
res.render('form');
});
app.post('/submit', function (req, res) {
const username = req.body.username;
const password = req.body.password;
res.render('result', { username: username, password: password });
});
app.listen(3000, function () {
console.log('Server started on port 3000');
});
在上述代码中，我们使用 body-parser 中间件来解析 POST 请求的正文数据，并使用 res.render() 方法将表单提交的数据显示在 result 视图文件中。
六、使用 Express 实现用户认证
用户认证是一种常见的 Web 应用程序功能，它通过验证用户名和密码来授权用户访问受保护的页面。Express 可以与多种用户认证库集成，比如 Passport.js 和 OAuth。 以下是一个使用 Passport.js 实现用户认证的示例代码：
const express = require('express');
const passport = require('passport');
const LocalStrategy = require('passport-local').Strategy;
const app = express();
app.set('view engine', 'ejs');
passport.use(new LocalStrategy(function (username, password, done) {
if (username === 'admin' && password === 'password123') {
return done(null, { username: username });
}
return done(null, false, { message: 'Incorrect username or password' });
}));
passport.serializeUser(function (user, done) {
done(null, user.username);
});
passport.deserializeUser(function (username, done) {
done(null, { username: username });
});
app.use(require('express-session')({
secret: 'mysecretkey',
resave: false,
saveUninitialized: false
}));
app.use(passport.initialize());
app.use(passport.session());
app.get('/', function (req, res) {
res.render('home', { user: req.user });
});
app.get('/login', function (req, res) {
res.render('login');
});
app.post('/login', passport.authenticate('local', {
successRedirect: '/',
failureRedirect: '/login'
}));
app.get('/logout', function (req, res) {
req.logout();
res.redirect('/');
});
function requireAuth(req, res, next) {
if (req.isAuthenticated()) {
return next();
}
res.redirect('/login');
}
app.get('/dashboard', requireAuth, function (req, res) {
res.render('dashboard', { user: req.user });
});
app.listen(3000, function () {
console.log('Server started on port 3000');
});
在上述代码中，我们使用 Passport.js 实现了用户认证的功能。用户输入用户名和密码后，如果验证通过，会返回一个包含用户名的对象。在登录过程中，我们使用了 Express Session 中间件来管理用户会话。除此之外，我们还使用了 requireAuth 函数来处理受保护的 dashboard 页面，该函数会检查用户是否已通过身份验证，如果没有，会重定向到登录页面。
七、总结
本文介绍了使用 Express 框架打造高效的 Node.js Web 应用的方法。我们提到了如何安装和使用 Express 框架、使用中间件来扩展 Express 的功能、如何构建 RESTful API、使用模板引擎渲染动态页面、处理表单提交和用户认证等。对于 Web 开发人员来说，掌握这些技能可以增强他们的技能水平，并提高他们的生产力。
