【数据库与身份认证】课程笔记

目标：

• 知道如何配置MySQL数据库环境
• 认识并使用常见的SQL语句操作数据库
• 在Express中操作MySQL数据库
• 了解Session的实现原理
• 了解JWT的实现原理

目录：

• 数据库的基本概念
• 安装并配置MySQL
• MySQL的基本使用
• 在Express中操作MySQL
• 前后端的身份认证

一. 数据库的基本概念

略

二. 安装并配置MySQL

2.1 了解需要安装哪些MySQL相关的软件

对于开发人员，只需安装MySQL Server和MySQL Workbench这两个软件，即可

MySQL Server：专门用来提供数据存储和服务的软件

MySQL Workbench：可视化的MySQL管理工具，通过它可方便地操作存储在MySQL Server中的数据。

2.2 MySQL在Windows环境下的安装

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 三. MySQL的基本使用

3.1 使用MySQL Workbench 管理数据库

1. 连接数据库

 

 2. 了解主界面的组成部分

 

3. 创建数据库

 

 

 

 4. 创建数据表

 

 

 

 

5. 向表中写入数据

 

 

 

DatyType数据类型：

（1）int整数

（2）varchar(len)字符串

（3）tinyint(1)布尔值

 

字段的特殊标识：

（1）PK（Primary Key) 主键，唯一标识

（2）NN（Not Null）值不允许为空

（3）UQ（Unique）值唯一

（4）AI（Auto Increment）值自动增长

 3.2 使用SQL管理数据库

1. 什么是SQL？

SQL，全称Structured Query Language，结构化查询语言，专门用来访问和处理数据库的编程语言，能够让我们以编程的形式，操作数据库里面的数据。

三个关键点：

（1）SQL是一门数据库编程语言；

（2）使用SQL语言编写出来的代码，叫做SQL语句；

（3）SQL语言只能在关系型数据库中使用（例如MySQL、Oracle、SQL Server），非关系型数据库（例如Mongodb）不支持SQL语言。

2. SQL能做什么

（1）从数据库中查询数据

（2）向数据库中插入新的数据

（3）更新数据库中的数据

（4）从数据库删除数据

（5）可以创建新数据库

（6）可在数据库中创建新表

（7）可在数据库中创建存储过程、视图....

3. SQL的学习目标

重点掌握如何使用SQL从数据表中：

查询数据(select)、插入数据(insert into)、更新数据(update)、删除数据(delete)

额外需要掌握的4种SQL语法：

where条件、and和or运算符、order by排序、count(*)函数

3.3 SQL的SELECT语句

1. 语法

SELECT语句用于从表中查询数据，执行的结果被存储在一个结果表中（称为结果集），语法格式如下：

-- 这是注释
-- 从FROM指定的【表】中，查询出【所有的】数据，*表示【所有列】
SELECT * FROM 表名称;

-- 从FROM指定的【表】中，查询出指定列名称（字段）的数据
SELECT 列名称 FROM 表名称;

注意：SQL语句中的关键字对大小写不敏感，SELECT等效于select，FROM等效于from.

2. SELECT * 示例

从users表中选取所有的列，可以使用符号*取代列的名称，示例如下：

3. SELECT 列名称 示例

如需获取名为username和password的列的内容，从名为users的数据库表，示例如下：

3.4 SQL的INSERT INTO语句

1. 语法

INSERT INTO语句用于向数据表中插入新的数据行，语法格式如下：

-- 语法解读：向指定表中，插入如下几列数据，列的值通过 values 一一指定
-- 注意：列和值要一一对应，多个列和多个值之间，使用英文的逗号分隔
INSERT INTO table_name (列1, 列2, ...) VALUES (值1, 值2, ...)

2. INSERT INTO 示例

向user表中，插入一条username为Tony, password为00123的用户数据，示例如下：

 

 3.5 SQL的UPDATE语句

1. 语法

Update语句用于修改表中的数据，语法格式如下：

-- 语法解读：
-- 1. 用UPDATE指定要更新哪个表中的数据
-- 2. 用SET指定列对应的新值
-- 3. 用WHERE指定更新的条件
UPDATE 表名称 SET 列名称 = 新值 WHERE 列名称 = 某值

 2. UPDATE示例 - 更新某一行中的一个列

把users表中id为7的用户密码，更新为888888，示例如下：

3. UPDATE示例 - 更新某一行中的若干列

把users表中的id为2的用户密码和用户状态，分别更新为admin123和1，如下：

 

 3.6 SQL中的DELETE语句

1. 语法

DELETE语句用于删除表中的行，语法格式如下：

-- 从指定的表中，根据WHERE条件，删除对应的数据行
DELETE FROM 表名称 WHERE 列名称 = 值

2. DELETE示例

从users表中，删除id为3的用户，示例如下：

 

3.7 SQL的WHERE语句

1. 语法

WHERE语句用于限定选择的标准，在SELECT、UPDATE、DELETE语句中，皆可使用WHERE子句来限定选择的标准。

-- 查询语句中的WHERE条件
SELECT 列名称 FROM 表名称 WHERE 列 运算符 值
-- 更新语句中的WHERE条件
UPDATE 表名称 SET 列=新值 WHERE 列 运算符 值
-- 删除语句中的WHERE条件
DELETE FROM 表名称 WHERE 列 运算符 值

2. 可在WHERE子句中使用的运算符

下面的运算符可在WHERE子句中使用，用来限定选择的标准：

操作符	描述
=	等于
<>	不等，有些版本也可用!=
>	大于
<	小于
>=	大于等于
<=	小于等于
BETWEEN	在某个范围内
LIKE	搜索某种模式

3. WHERE子句示例

可以通过WHERE子句来限定SELECT的查询条件：

-- 查询status=1的所有用户
SELECT * FROM users WHERE status = 1
-- 查询id>2的所有用户
SELECT * FROM users WHERE id>2
-- 查询username不等于admin的所有用户
SELECT * FROM users WHERE username <> 'admin'

3.8 SQL的AND和OR运算符

1. 语法

AND和OR可在WHERE子语句中把两个或多个条件结合起来

AND表示必须同时满足多个条件，相当于JS的&&运算符

OR表示只要满足任意一个条件即可，相当于JS的||运算符

2. AND运算符示例

使用AND来显示status为0，并且id小于3的用户：

 3. OR运算符示例

使用OR来显示所有status为1，或者username为zs的用户

3.9 SQL的ORDER BY子句

1. 语法

ORDER BY语句用于根据指定的列对结果集进行排序

ORDER BY语句默认按照升序（ASC）对记录进行排序，降序则使用DESC关键字

2. ORDER BY子句 - 升序排序

对users表中的数据，按照status字段进行升序排序，示例如下：

注意：上述等价于 select * from users order by status asc;  其中asc可省略。

3. ORSER BY子句 - 降序排序

对users表中的数据，按照id字段进行降序排序，示例如下：

 

4. ORDER BY子句 - 多重排序

对users表中的数据，先按照status字段进行降序排序，再按照username的字母顺序，进行升序排序，示例如下：

 3.10 SQL的COUNT(*)函数

1. 语法

COUNT(*)函数用于返回查询结果的总数据条数，语法格式如下：

SELECT COUNT(*) FROM 表名称

 

2. COUNT(*)示例

查询users表中status为0的总数据条数：

 

3. 使用AS为列设置别名

给查询出来的列名称设置别名，可以使用AS关键字，示例如下：

 

 

 四. 在项目中操作MySQL

4.1 在项目中操作数据库的步骤

（1）安装操作MySQL数据库的第三方模块（mysql）

（2）通过mysql模块连接到MySQL数据库

（3）通过mysql模块执行SQL语句

4.2 安装与配置mysql模块

1. 安装mysql模块

mysql模块是托管于npm上的第三方模块，提供了在Node.js项目中连接和操作MySQL数据库的能力。想要在项目中使用它，运行: npm install mysql，将mysql安装为项目的依赖包。

2. 配置mysql模块

在使用mysql模块操作MySQL数据库之前，必须对mysql模块进行必要的配置，步骤如下：

// 1. 导入mysql模块
const mysql = require('mysql')
// 2. 建立与MySQL数据库的连接
const db = mysql.createPool({
    host:'127.0.0.1',       //数据库的IP地址
    user:'root',            //登录数据库的账号
    password:'admin123',    //登录数据库的密码
    database:'my_db_01'     //指定要操作哪个数据库
})  

 

3. 测试mysql模块能否正常工作

调用db.query()函数，指定要执行的SQL语句，通过回调函数拿到要执行的结果：

//测试mysql模块能够正常工作
db.query('SELECT 1', (err, results)=>{
    if(err) return console.log(err.message);
    //只要能打印出[ROWDataPacket {'1': 1}] 的结果，说明数据库连接正常
    console.log(results)
})

demo

//1. 导入mysql模块
const mysql = require('mysql');
//2. 建立与MySQL数据库的连接关系
const db = mysql.createPool({
    host:'127.0.0.1',  //数据库的IP地址
    user:'root',  //登录数据库的账号
    password:'123456',  //登录数据库的密码
    database:'my_db_01'  //指定要操作哪个数据库
})

//测试mysql模块能够正常工作
db.query('SELECT 1', (err, results)=>{
    if(err) return console.log(err.message);
    //只要能打印出[ROWDataPacket {'1': 1}] 的结果，说明数据库连接正常
    console.log(results)
})

运行结果：

 

 4.3 使用mysql模块操作MySQL数据库

1. 查询数据

查询users表的所有数据

//查询users表中所有的用户数据
db.query('SELECT * FROM users', (err, results) => {
    //查询失败
    if(err) return console.log(err.message);
    //查询成功
    console.log(results);
})

demo

//1. 导入mysql模块
const mysql = require('mysql');
//2. 建立与MySQL数据库的连接关系
const db = mysql.createPool({
    host:'127.0.0.1',  //数据库的IP地址
    user:'root',  //登录数据库的账号
    password:'123456',  //登录数据库的密码
    database:'my_db_01'  //指定要操作哪个数据库
})


//查询users表中所有的用户数据
db.query('SELECT * FROM users', (err, results) => {
    //查询失败
    if(err) return console.log(err.message);
    //查询成功
    console.log(results);
})

运行结果：

 注意：如果执行的是select查询语句，则执行的结果是数组

2. 插入数据

// 1. 要插入到users表中的数据对象
const user = {username:'Bob', password:'666666'}
// 2. 待执行的SQL语句，其中英文的?表示占位符
const sqlStr = 'INSERT INTO users (username, password) VALUES (?, ?)';
// 3. 使用数组的形式，依次为?占位符指定具体的值
db.query(sqlStr, [user.username, user.password], (err, results) => {
    if(err) return console.log(err.message);  //失败
    if(results.affectedRows === 1){
        console.log('插入数据成功!')     //成功
    }
});

demo

//1. 导入mysql模块
const mysql = require('mysql');
//2. 建立与MySQL数据库的连接关系
const db = mysql.createPool({
    host:'127.0.0.1',  //数据库的IP地址
    user:'root',  //登录数据库的账号
    password:'123456',  //登录数据库的密码
    database:'my_db_01'  //指定要操作哪个数据库
})



// 1. 要插入到users表中的数据对象
const user = {username:'Bob', password:'666666'}
// 2. 待执行的SQL语句，其中英文的?表示占位符
const sqlStr = 'INSERT INTO users (username, password) VALUES (?, ?)';
// 3. 使用数组的形式，依次为?占位符指定具体的值
db.query(sqlStr, [user.username, user.password], (err, results) => {
    if(err) return console.log(err.message);  //失败
    if(results.affectedRows === 1){
        console.log('插入数据成功!')     //成功
    }
});

//查询users表中所有的用户数据
db.query('SELECT * FROM users', (err, results) => {
    //查询失败
    if(err) return console.log(err.message);
    //查询成功
    console.log(results);
})

运行结果：

 

3. 插入数据的便捷方式

向表中新增数据时，如果数据对象的每个属性和数据表的字段一一对应，则可以通过如下方式快速插入数据：

// 1. 要插入到users表中的数据对象
const user = {username:'Bob', password:'666666'}
// 2. 待执行的SQL语句，其中英文的?表示占位符
const sqlStr = 'INSERT INTO users SET ?';
// 3. 直接将数据对象当作占位符的值
db.query(sqlStr, user, (err, results) => {
    if(err) return console.log(err.message);  //失败
    if(results.affectedRows === 1){
        console.log('插入数据成功!')     //成功
    }
});

五. 前后端的身份认证

5.1 Web开发模式

目前主流的Web开发模式有两种，分别是：

（1）基于服务端渲染的传统Web开发模式

（2）基于前后端分离的新型Web开发模式

1. 服务端渲染的传统Web开发模式

服务端渲染的概念：服务器发送给客户端的HTML页面，是在服务器通过字符串的拼接，动态生成的，因此客户端不需要Ajax这样的结束额外请求页面的数据，示例如下：

app.get('/index.html', (req, res) => {
    //1.要渲染的数据
    const user = { name:'zs', age:20 }
    //2. 服务器通过字符串的拼接，动态生成HTML内容
    const html = `
姓名：${user.name}, 年龄：${user.age}
`;
    //3. 把生成好的页面内容响应给客户端，因此客户端拿到的是带有真实数据的HTML页面
    res.send(html);
});

2. 服务端渲染的优缺点

优点：

（1）前端耗时少，因为服务器负责动态生成HTML页面，浏览器只需要直接渲染页面即可，尤其是移动端更省时；

（2）有利于SEO，因为服务器端响应的是完整的HTML页面内容，所以爬虫更容易获取信息，更利于SEO。

缺点：

（1）占用服务器端资源，即服务器端完成HTML页面内容的拼接，如果请求较多，会对服务器造成一定的压力；

（2）不利于前后端分离，开发效率低，使用服务器端渲染，则无法进行分工合作，尤其对于前端复杂度高的项目，不利于高效开发。

3. 前后端分离的Web开发模式

前后端分离的概念：前后端分离的开发模式，依赖于Ajax技术的广泛应用，简而言之，就是后端只负责提供API接口，前端使用Ajax调用接口的开发模式。

4. 前后端分离的优缺点

优点：

（1）开发体验好。前端专注于UI页面的开发，后端专注于api的开发，且前端有更多的选择性

（2）用户体验好。Ajax技术的广泛应用，极大提高了用户的体验，可以轻松实现页面的局部刷新

（3）减轻了服务器端的渲染压力。因为页面最终是在每个用户的浏览器中生成的

缺点：

（1）不利于SEO。因为完整的HTML页面需要在客户端动态拼接完成，所以爬虫对无法爬取页面的有效信息（解决方案：利用Vue、React等前端框架的SSR（server side render）技术能够很好解决SEO问题）

5. 如何选择Web开发模式

• 如企业级网站，主要是展示而没有复杂的交互，且需要良好的SEO，则使用服务器端渲染
• 后台管理项目，交互性比较强，不需要考虑SEO，则使用前后端分离的开发模式

具体使用何种开发模式不是绝对的，为了同时兼顾首页的渲染速度和前后端分离的开发效率，一些网站采用了首屏服务器端渲染+其他页面前后端分离的开发模式。

5.2 身份认证

1. 什么是身份认证

身份认证（Authentication）又称“身份验证”，“鉴权”，是指通过一定的手段，完成对用户身份的确认。

2. 为什么需要身份认证

为了确认当前所声称为某种身份的用户，确实是所声称的用户。

3. 不同开发模式下的身份认证

对于服务端渲染和前后端分离这两种开发模式来说，分别有不同的身份认证方案：

（1）服务端渲染推荐Session认证机制

（2）前后端分离推荐JWT认证机制

5.3 Session认证机制

1. HTTP协议的无状态性

了解HTTP协议的无状态性是进一步学习Session认证机制的必要前提

HTTP协议的无状态性，指的是客户端的每次HTTP请求都是独立的，连续多个请求之间没有直接的联系，服务器不会主动保留每次的HTTP请求的状态。

2. 如何突破HTTP无状态的限制

对于超市来说，为了方便收银员在结算时给VIP用户打折，超市可以为每个VIP用户发放会员卡。

注意：现实生活中的会员卡身份认证方式，在Web开发中的专业术语叫做Cookie.

3. 什么是Cookie

Cookie是存储在用户浏览器中的一段不超过4KB的字符串，它由一个名称（Name）、一个值（Value）和其他几个用于控制Cookie有效期、安全性、使用范围的可选属性组成。

不同域名下的Cookie各自独立，每当客户端发起请求时，会自动把当前域名下所有未过期的Cookie一同发送到服务器。

Cookie的几大特性：

（1）自动发送

（2）域名独立

（3）过期时限

（4）4KB限制

 

4. Cookie在身份认证中的作用

客户端第一次请求服务器时，服务器通过响应头的形式，向客户端发送一个身份认证的Cookie，客户端会自动将Cookie保存在浏览器中。

随后，当客户端浏览器每次请求服务器的时候，浏览器会自动将身份认证相关的Cookie，通过请求头的形式发送给服务器，服务器即可验明客户端的身份。

5. Cookie不具有安全性

 由于Cookie是存储在浏览器中的，而且浏览器也提供了读写Cookie的API，因此Cookie很容易被伪造，不具有安全性，因此不建议服务器将重要的隐私数据，通过Cookie的形式发送给浏览器。

注意：千万不要使用Cookie存储重要且隐私的数据，比如用户的身份信息、密码等。

6. 提高身份认证的安全性

为了防止客户伪造会员卡，收银员在拿到客户出示的会员卡之后，可以在收音机上进行刷卡认证，只有在收银机确认存在的会员卡，才能被正常使用。

这种“会员卡+刷卡认证“的设计理念，就是Session认证机制。

7. Sessin的工作原理

浏览器》》》客户端登录：提交账号与密码

服务器》》》验证账号和密码 

           》》》将登录成功后的用户信息存储在服务器的内存中，同时生成对应的Cookie字符串

           》》》 服务器响应：将生成的Cookie响应给客户端

浏览器》》》自动把Cookie存储在当前域名下

           》》》客户端再次发起请求，请求头自动把当前域名下所有可用的Cookie发送给服务器

服务器》》》服务器根据请求头携带的Cookie，从内存中查找对应的用户信息

           》》》用户的身份认证成功后，服务器针对当前用户生成特定的响应内容

           》》》服务器响应：把当前用户对应的页面内容响应给浏览器。

5.4 在Express中使用Session认证

1. 安装express-session中间件

在Express项目中, 只需要安装express-session中间件，即可在项目中使用Session认证：

npm install express-session

 2. 配置express-session中间件

express-session中间件安装成功之后，需要通过app.use()来注册session中间件，示例代码如下：

//1. 导入session中间件
var session = require('express-session')
//2. 配置Session中间件
app.use(session({
    secret:'keyboard cat', //secret属性的值可以为任意字符串
    resave:false,          //固定写法
    saveUninitialized:true //固定写法
}))