深入理解 Express.js

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:

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:

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:

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。

未完待续。。。

// 接上回

看了上面的之后,你可能会立马开始利用它来写api了。

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。

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:

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:

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。

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:

“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:

结尾部分也一样:

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。

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:

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

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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。

原文地址:http://evanhahn.com/understanding-express-js/

时间仓促,翻译错误在所难免,还请指正,转载还请注明。

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