1.9 Express

Express 是一個基于 Node.js 平臺的輕量級、靈活的 Web 應用框架，它為構建 Web 應用和 API 提供了一系列強大的功能。

核心特性

  1. 中間件支持：Express 使用中間件（middleware）函數來處理 HTTP 請求和響應。中間件可以訪問請求對象（req）、響應對象（res），以及應用程序的請求-響應循環中的下一個中間件函數。通過中間件，你可以執行各種任務，如日志記錄、解析請求體、路由處理等。

  2. 路由：Express 提供了簡潔而靈活的路由機制，允許你根據不同的 HTTP 方法（GET, POST 等）和 URL 路徑定義處理邏輯。你可以創建復雜的路由結構，并且支持動態路由參數。

  3. 視圖系統：Express 支持多種模板引擎，如 EJS、Pug、Handlebars 等，使得你可以輕松地生成 HTML 頁面。

  4. 錯誤處理：內置錯誤處理機制，可以通過特定的中間件來捕獲并處理應用中的錯誤。

  5. 與數據庫集成：雖然 Express 本身不綁定任何數據庫，但其靈活性意味著它可以輕松地與 MongoDB、MySQL、PostgreSQL 等數據庫集成。

快速入門

安裝 Express:

npm install express --save

創建一個簡單的服務器：

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響應

Express 中，響應對象（res）是對 Node.js 原生 http.ServerResponse 對象的擴展，因此它兼容原生 HTTP 的響應方法。這意味著你可以使用原生的方法，也可以使用由 Express 提供的更高級的 API 來發送響應。

//原生 Node.js:
//使用 res.statusCode、res.setHeader、res.writeconst express = require('express');
const http = require('http');const app = express();// Express 中間件處理
app.use((req, res, next) => {// 原生 HTTP 響應方法示例res.statusCode = 200;res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');res.write('Hello from Express with native HTTP!');// 繼續 Express 流程next();
});// Express 路由處理
app.get('/', (req, res) => {// 可以繼續使用 Express APIres.end(' (with Express finish)');
});app.listen(3000, () => {console.log('Server running on port 3000');
});

原生 Node.js: 需要手動設置狀態碼為 3xx 并設置 Location 頭。

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）來響應文件下載請求。

這是 Express 特有的方法，用于觸發文件下載，并自動設置適當的響應頭（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); // 自動觸發下載
});

參數說明：

  • res.download(filePath, [filename], [options], [callback])
    • filePath: 文件在服務器上的路徑。
    • [filename]: 客戶端看到的文件名（可選，默認為原始文件名）。
    • [options]: 可選配置對象，例如?{ headers: { ... } }。
    • [callback]: 下載完成后的回調函數。

原生 http 的方法時，你需要手動控制所有流程，包括讀取文件、設置響應頭、發送數據等

// 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 特有的響應客戶端方法

res.send()

自動根據傳入數據類型設置合適的響應頭，并發送響應體。

  • 如果是字符串：默認設置?Content-Type: text/html
  • 如果是對象或數組：自動調用?JSON.stringify()，并設置?Content-Type: application/json
  • 支持 Buffer 數據（如二進制）
res.send('Hello World'); // 發送 HTML 或純文本
res.send({ name: 'Tom' }); // 自動轉為 JSON 并設置 Content-Type: application/json
res.send(Buffer.from('ABC')); // 發送二進制數據
  • 智能處理不同類型的數據。
  • 不會觸發瀏覽器下載行為。
  • 適合返回 API 響應、HTML 頁面等。
res.json()

專門用于發送 JSON 格式的數據，自動調用 JSON.stringify() 并設置 Content-Type: application/json。

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

  • 保證響應內容為標準 JSON 格式。

  • 設置正確的?Content-Type。
  • 推薦用于構建 RESTful API。

?? 注意：如果傳入的是一個循環引用的對象，json() 會拋出錯誤。

res.sendFile()

用于發送一個文件給客戶端（例如 HTML 文件、圖片等），常用于靜態資源服務。

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

  • 必須傳入文件的絕對路徑（推薦使用?path.join()?構造）。

  • 自動設置適當的 MIME 類型（如?text/html,?image/png?等）。
  • 不會強制瀏覽器下載，而是嘗試在瀏覽器中直接顯示（如 PDF、圖片等）。
?res.status(code)
  • 用途：設置 HTTP 狀態碼。通常與其他響應方法鏈式使用。
  • res.status(404).send('Not Found');
?res.set(field [, value])?或?res.header(field [, value])
  • 用途：設置 HTTP 響應頭。
  • 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：設置 Content-Type 響應頭。type?參數可以是 MIME 類型或文件擴展名。
  • res.type('.html'); // Content-Type 設置為 text/html
res.type('json'); // Content-Type 設置為 application/json

路由（Routing）

處理不同路徑和 HTTP 方法的請求。

基本路由
// GET 請求
app.get('/users', (req, res) => { /* ... */ });// POST 請求
app.post('/users', (req, res) => { /* ... */ });// 動態路由參數
app.get('/users/:id', (req, res) => {const userId = req.params.id;res.send(`User ${userId}`);
});
路由分組

使用?express.Router?創建模塊化路由：

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

?中間件（Middleware）

Express 中，中間件是處理 HTTP 請求的核心機制，它允許你在請求到達路由處理函數之前或之后執行代碼。中間件函數可以：

  1. 修改請求和響應對象（如添加屬性、設置頭部）
  2. 結束請求 - 響應循環（如返回錯誤或結果）
  3. 調用下一個中間件函數（通過?next()）

內置中間件

// 解析 JSON 請求體
app.use(express.json());// 靜態文件服務
app.use(express.static('public'));//有時你可能希望為靜態文件添加一個路徑前綴，可以通過將掛載點作為第一個參數傳遞給 express.static 實現：
app.use('/static', express.static('public'));
// 現在，你需要通過 /static/example.html 來訪問 public 目錄下的 example.html 文件//默認情況下，如果 express.static 找不到請求的文件，它不會發送下一個中間件。如果你想改變這種行為，可以讓它繼續執行后續的中間件：app.use(express.static('public', { fallthrough: true }));app.use((req, res, next) => {res.status(404).send('Sorry, we cannot find that!');
});
// 這將確保當靜態文件未找到時，仍然有機會返回自定義的 404 頁面或其他內容。

自定義中間件

中間件函數接收三個參數：(req, res, next)

  • req：HTTP 請求對象
  • res：HTTP 響應對象
  • next：指向下一個中間件的函數，必須調用它才能繼續執行后續中間件
// 日志中間件
app.use((req, res, next) => {console.log(`[${new Date().toISOString()}] ${req.method} ${req.url}`);next(); // 傳遞控制權給下一個中間件
});// 錯誤處理中間件（必須有 4 個參數）
app.use((err, req, res, next) => {console.error(err);res.status(500).send('Internal Server Error');
});

中間件的類型

1.?應用級中間件

綁定到?app?實例，處理所有路由請求：

// 記錄所有請求的時間戳
app.use((req, res, next) => {req.requestTime = Date.now();next();
});
2.?路由級中間件

綁定到特定路由，只處理匹配的請求：

// 僅處理 /users 路徑的請求
app.use('/users', (req, res, next) => {console.log('Processing user-related request');next();
});

3.?錯誤處理中間件

接收四個參數?(err, req, res, next)，用于捕獲和處理錯誤：

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

錯誤處理

錯誤處理中間件與普通中間件類似，但需要四個參數，其簽名如下：(err, req, res, next)。即使你不使用 next 參數，也必須指定它，以便 Express 能夠識別這是一個錯誤處理中間件。

統一處理應用中的異常：


app.get('/users',(req, res) => {try {const data = getData();req.data = data;next();} catch (err) {next(err); // 將錯誤傳遞給錯誤處理中間件}
});// 全局錯誤處理
app.use((err, req, res, next) => {const statusCode = err.statusCode || 500;res.status(statusCode).json({error: {message: err.message,status: statusCode}});
});

關鍵點解釋

  1. 觸發錯誤：在任何地方調用?next()?并傳入一個錯誤對象，就可以將控制權交給第一個匹配的錯誤處理中間件。
  2. 錯誤處理中間件：使用?app.use()?來定義，它會捕捉所有通過?next(err)?傳遞過來的錯誤。
  3. 環境變量判斷：在這個例子中，根據應用程序環境（development?或?production），決定是否向客戶端暴露詳細的錯誤信息。這有助于保護生產環境下的敏感信息泄露。

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