Node.js进行Web开发（一）--Express，路由控制，模板引擎

         1.1、Node.js 和 PHP、Perl 、ASP 、JSP  一样，目的都是实现动态网页，也就是说由服务器动态生成 HTML  页面。之所以要这么做，是因为静态 HTML  的可扩展性非常有限，无法与用户有效交互。同时如果有大量相似的内容，例如产品介绍页面，那么1000个产品就要1000个静态的 HTML 页面，维护这1000个页面简直是一场灾难，因此动态生成 HTML  页面的技术应运而生。

         Node.js本质上和 Perl 或 C++ 一样，都可以作为 CGI 扩展被调用，但它还可以跳过 HTTP 服务器，因为它本身就是。传统的架构中 HTTP  服务器的角色会由Apache 、Nginx、IIS  之类的软件来担任，而Node.js  不需要②。Node.js 提供了 http 模块，它是由C++  实现的，性能可靠，可以直接应用到生产环境。下图是一个简单的架构示意图。

Node.js 和其他的语言相比的另一个显著区别，在于它的原始封装程度较低。例如 PHP 中

你可以访问  $_REQUEST  获取客户端的 POST  或 GET  请求，通常不需要直接处理 HTTP 协议。这些语言要求由HTTP 服务器来调用，因此你需要设置一个 HTTP 服务器来处理客户端的请求，HTTP  服务器通过CGI  或其他方式调用脚本语言解释器，将运行的结果传递回 HTTP 服务器，最终再把内容返回给客户端。而在 Node.js  中，很多工作需要你自己来做（并不是都要自己动手，因为有第三方框架的帮助）。

1.2、  Express 框架

npm 提供了大量的第三方模块，其中不乏许多 Web   框架，我们没有必要重复发明轮子，

因而选择使用 Express 作为开发框架，因为它是目前最稳定、使用最广泛，而且 Node.js 官方推荐的唯一一个 We b   开发框架。 Express （ http://expressjs.com/  ）  除了为 http  模块提供了更高层的接口外，还实现了许多功能，其中包括：

   路由控制；

   模板解析支持；

   动态视图；

   用户会话；

   CSRF  保护；

   静态文件服务；

   错误控制器；

   访问日志；

   缓存；

   插件支持。

需要指出的是，Express 不是一个无所不包的全能框架，像 Rails  或 Django  那样实现了

模板引擎甚至 ORM  （Object Relation Model，对象关系模型）。它只是一个轻量级的 Web   框架，多数功能只是对 HTTP  协议中常用操作的封装，更多的功能需要插件或者整合其他模块来完成。

 

1.3、 安装 Express

首先我们要安装 Express 。如果一个包是某个工程依赖，那么我们需要在工程的目录下使用本地模式安装这个包，如果要通过命令行调用这个包中的命令，则需要用全局模式安装，因此按理说我们使用本地模式安装 Express 即可。但是Express 像很多框架一样都提供了 Quick Start（快速开始）工具，这个工具的功能通常是建立一个网站最小的基础框架，在此基础上完成开发。当然你可以完全自己动手，但我还是推荐使用这个工具更快速地建立网站。为了使用这个工具，我们需要用全局模式安装 Express，因为只有这样我们才能在命令行中使用它。运行以下命令：

$ npm install -g express

等待数秒后安装完成，我们就可以在命令行下通过 express 命令快速创建一个项目了。

在这之前先使用 express --help 查看帮助信息：

Usage: express [options][path]

 Options:

  -s, --sessions           add session support

  -t, --template   add template support(jade|ejs). default=jade -c, --css        add stylesheet support(stylus). default=plain css

  -v, --version          output framework version

  -h, --help             output help information

Express 在初始化一个项目的时候需要指定模板引擎，默认支持Jade 和ejs，为了降低学

习难度我们推荐使用 ejs ，同时暂时不添加 CSS  引擎和会话支持。

1.4、建立工程

通过以下命令建立网站基本结构：

express -e blog

当前目录下出现了子目录blog ，并且产生了一些文件：

它还提示我们要进入其中运行 npm install，我们依照指示，结果如下：

它自动安装了依赖 ejs  和 express。这是为什么呢？检查目录中的 package.json 文件，内容是：

{
  "name": "application-name",
  "version": "0.0.1",
  "private": true,
  "scripts": {
    "start": "node app.js"
  },
  "dependencies": {
    "express": "3.4.7",
    "ejs": "*"
  }
}

1.5、  启动服务器

用 Express 实现的网站实际上就是一个 Node.js 程序，因此可以直接运行。我们运行 node app.js，看到  Expressserver listening on  port 3000 indevelopment mode。

接下来，打开浏览器，输入地址 http://localhost:3000，你就可以看到一个简单的 Welco me 

to Express  页面了。如果你能看到如图所示的页面，那么说明你的设定正确无误。

1.6、工程的结构、现在让我们回过头来看看 Express 都生成了哪些文件。除了 package.json ，它只产生了两

个 JavaScript 文件 app.js  和 routes/index.js。模板引擎 ejs  也有两个文件 index.ejs 和layout.ejs ，此外还有样式表 style.css 。下面来详细看看这几个文件。

app.js：启动文件，或者说入口文件
package.json：存储着工程的信息及模块依赖，当在 dependencies中添加依赖的模块时，运行 npm install，npm会检查当前目录下的 package.json，并自动安装所有指定的模块
node_modules：存放 package.json中安装的模块，当你在 package.json添加依赖的模块并安装后，存放在这个文件夹下
public：存放 image、css、js等文件
routes：存放路由文件
views：存放视图文件或者说模版文件

1. app.js 

app.js  是工程的入口，我们先看看其中有什么内容：

/**
 * Module dependencies.
 */

var express = require('express');
var routes = require('./routes');
var user = require('./routes/user');
var http = require('http');
var path = require('path');

var app = express();

// all environments
app.set('port', process.env.PORT || 3000);
app.set('views', path.join(__dirname, 'views'));
app.set('view engine', 'ejs');
app.use(express.favicon());
app.use(express.logger('dev'));
app.use(express.json());
app.use(express.urlencoded());
app.use(express.methodOverride());
app.use(app.router);
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));

// development only
if ('development' == app.get('env')) {
  app.use(express.errorHandler());
}

app.get('/', routes.index);
app.get('/users', user.list);

http.createServer(app).listen(app.get('port'), function(){
  console.log('Express server listening on port ' + app.get('port'));
});

Express 依赖于 connect，提供了大量的中间件，可以通过 app.use 启用。app.configure

中启用了5个中间件：bodyParser 、methodOverride 、router、static 以及 errorHandler 。

bodyParser  的功能是解析客户端请求，通常是通过 POST  发送的内容。methodOverride

用于支持定制的 HTTP  方法。router 是项目的路由支持。static 提供了静态文件支持。

errorHandler  是错误控制器。

 app.get('/', routes.index); 是一个路由控制器，用户如果访问“ /  ”路径，则由routes.index 来控制。 最后服务器通过 app.listen(3000);  启动，监听3000端口。

http.createServer(app).listen(app.get('port'), function(){
  console.log('Express server listening on port ' + app.get('port'));
});

这段代码的意思是创建 http 服务器并监听 3000 端口，成功后在命令行中显示   Express serverlistening on port 3000 ，然后我们就可以在浏览器访问 localhost:3000 了。

 2. routes/index.js

routes/index.js 是路由文件，相当于控制器，用于组织展示的内容：

/*
 * GET home page.
 */

exports.index = function(req, res){
  res.render('index', { title: 'Express' });
};

app.js  中通过 app.get('/', routes.index);  将“ /  ”路径映射到 exports.index 函数下。其中只有一个语句 res.render('index', { title: 'Express' })，功能是调用模板解析引擎，翻译名为 index  的模板，并传入一个对象作为参数，这个对象只有一个属性，即  title:'Express'。

 

3. index.ejs

index.ejs  是模板文件，即 routes/index.js 中调用的模板，内容是：

  
    
    
  
  
    
<%= title %>
    
Welcome to <%= title %>
  

它的基础是 HTML  语言，其中包含了形如  <%=title %> 的标签，功能是显示引用的变量，即 res.render   函数第二个参数传入的对象的属性。

 

现在我们学习了如何创建一个工程并启动它，了解了工程的大体结构，下面我们将学习 express的基本使用及路由控制。

 

2、 路由控制

 

2.1  工作原理

当通过浏览器访问 app.js 建立的服务器时，会看到一个简单的页面，实际上它已经完成了许多透明的工作，现在就让我们来解释一下它的工作机制，以帮助理解网站的整体架构。

前面提到过 app.js中 app.get('/', routes.index) 可以用以下代码取代：

app.get('/', function(req, res){
  res.render('index', { title: 'Express' });
};)

这段代码的意思是当访问主页时，调用ejs模板引擎，来渲染 index.ejs模版文件（即将 title变量全部替换为字符串 Express），生成静态页面并显示在浏览器中。我们来作一些修改，以上代码实现了路由的功能，我们当然可以不要 routes/index.js文件，把实现路由功能的代码都放在app.js里，但随着时间的推移 app.js会变得臃肿难以维护，这也违背了代码模块化的思想，所以我们把实现路由功能的代码都放在 routes/index.js里。官方给出的写法是在 app.js中实现了简单的路由分配，然后再去 index.js中找到对应的路由函数，最终实现路由功能。我们不妨把路由控制器和实现路由功能的函数都放到 index.js里，app.js 中只有一个总的路由接口。

打开 app.js，删除：

app.get('/', routes.index);
app.get('/users', user.list);

注意：目前我们用不到 routes/user.js，也可以删除这个文件，同时删除 app.js中 var user = require('./routes/user');。

在 app.js最后添加一行代码：

routes(app);

修改 index.js如下：

module.exports = function(app) {
  app.get('/', function (req, res) {
    res.render('index', { title: 'Express' });
  });
};

现在，再运行你的 app，你会发现主页毫无二致。这里我们在 routes/index.js中通过 module.exports 导出了一个函数接口，在 app.js 中通过 require 加载了 index.js 然后通过 routes(app) 调用了 index.js 导出的函数。

由 Express 创建的网站架构如下：

这是一个典型的 MVC 架构，浏览器发起请求，由路由控制器接受，根据不同的路径定向到不同的控制器。控制器处理用户的具体请求，可能会访问数据库中的对象，即模型部分。控制器还要访问模板引擎，生成视图的 HTML，最后再由控制器返回给浏览器，完成一次请求。

express封装了多种 http 请求方式，我们主要只使用 get 和 post 两种，即 app.get() 和 app.post() 。app.get() 和 app.post() 的第一个参数都为请求的路径，第二个参数为处理请求的回调函数，回调函数有两个参数分别是 req 和res，代表请求信息和响应信息。

2.2 、创建路由规则

当我们在浏览器中访问譬如 http://localhost:3000/abc  这样不存在的页面时，服务器会在

响应头中返回 404 Not Found 错误，

这是因为 /abc 是一个不存在的路由规则，而且它也不是一个 public  目录下的文件，所以Express返回了404 Not Found的错误。

接下来我们会讲述如何创建路由规则。 假设我们要创建一个地址为 /hello 的页面，内容是当前的服务器时间，让我们看看具体做法。打开 app.js ，在已有的路由规则  app.get('/', routes.index) 后面添加一行：

app.get('/hello',routes.hello);

修改 routes/index.js，增加 hello函数：

/* 
 * GET home page. 
 */ 
 exports.index = function(req, res) { 
  res.render('index', { title: 'Express' }); 
exports.hello = function(req, res) { 
  res.send('The time is ' + new Date().toString()); 
}; 

重启 app.js ，在浏览器中访问 http://localhost:3000/hello ，可以看到类似于下图的页面，

刷新页面可以看到时间发生变化，因为你看到的内容是动态生成的结果。

 服务器在开始监听之前，设置好了所有的路由规则，当请求到达时直接分配到响应函数。app.get  是路由规则创建函数，它接受两个参数，第一个参数是请求的路径，第二个参数是一个回调函数，该路由规则被触发时调用回调函数，其参数表传递两个参数，分别是 req  和  res ，表示请求信息和响应信息。

很简单吧？我们学习了基本的路由规则及如何添加一条路由规则，马上我们将学习模板引擎的知识。

3.1、  模板引擎

在这里，我们会讲述模板引擎的使用和集成，也就是视图。视图决定了用户最终能看到什么，因此也是最重要部分，这里我们以 ejs  为例介绍模板引擎的使用方法。

模板引擎的功能是将页面模板和要显示的数据结合起来生成 HTML  页面。它既可以运

行在服务器端又可以运行在客户端，大多数时候它都在服务器端直接被解析为 HTML，解析完成后再传输给客户端，因此客户端甚至无法判断页面是否是模板引擎生成的。有时候模板引擎也可以运行在客户端，即浏览器中，典型的代表就是 XSLT ，它以 XML  为输入，在客户端生成 HTML 页面。但是由于浏览器兼容性问题，XSLT 并不是很流行。目前的主流还是由服务器运行模板引擎。

3.2、  使用模板引擎

基于 JavaScript  的模板引擎有许多种实现，我们推荐使用 ejs  （Embedded JavaScript ），

因为它十分简单，而且与 Express  集成良好。由于它是标准 JavaScript  实现的，因此它不仅可以运行在服务器端，还可以运行在浏览器中。我们这一章的示例是在服务器端运行 ejs ，

这样减少了对浏览器的依赖，而且更符合传统架构的习惯。

我们在 app.js  中通过以下两个语句设置了模板引擎和页面模板的位置：

app.set('views', __dirname +'/views');

app.set('view engine', 'ejs');

表明要使用的模板引擎是 ejs ，页面模板在 views 子目录下。在 routes/index.js  的

exports.index 函数中通过如下语句调用模板引擎：

res.render('index', { title:'Express' });

res.render  的功能是调用模板引擎，并将其产生的页面直接返回给客户端。它接受

两个参数，第一个是模板的名称，即 views  目录下的模板文件名，不包含文件的扩展名；第二个参数是传递给模板的数据，用于模板翻译。index.ejs  内容如下：

  
    
    
  
  
    
<%= title %>
    
Welcome to <%= title %>
  

上面代码其中有两处 <%= title %> ，用于模板变量显示，它们在模板翻译时会被替换成 Express ，因为 res.render  传递了 { title: 'Express' }。

ejs 的标签系统非常简单，它只有以下3种标签。

   <% code %>：JavaScript  代码。

   <%= code %> ：显示替换过 HTML  特殊字符的内容。

   <%- code %> ：显示原始 HTML  内容。

我们可以用它们实现页面模板系统能实现的任何内容。

渲染后生成的页面代码为：

  
    
    
  
  
    
Express
    
Welcome to Express