【深入浅出Node.js系列十一】Node.js开发框架Express4.x

1 建立项目

让我们从头开始Express4.x的安装和使用吧，安装Node和NPM在本文就不多说了。Linux环境安装请参考文章，Node.js&NPM的安装与配置，Window环境安装直接下载Node的安装文件，双击安装就行了。

首先，我们需要安装express库。在Express3.6.x之前的版本，Express需要全局安装的，项目构建器模块是合并在Express项目中的，后来这个构建器被拆分出来，独立成为了一个项目express-generator，现在我们只需要全局安装express-generator项目就行了。

~ npm install -g express-generator@4  #全局安装-g
C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\npm\express -> C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\npm\node_modules\express-ge
nerator\bin\express

[email protected] C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\npm\node_modules\express-generator
├── [email protected]
├── [email protected]
└── [email protected] ([email protected])

安装好express-generator包后，我们在命令行就可以使用express命令了。

~ express -V # 检查express的版本
4.11.2
 ~ express -h  # 检查看express的帮助命令
  Usage: express [options] [dir]
  Options:
    -h, --help output usage information     -V, --version output the version number     -e, --ejs add ejs engine support (defaults to jade)         --hbs add handlebars engine support     -H, --hogan add hogan.js engine support     -c, --css add stylesheet support (less|stylus|compass) (defaults to plain css)         --git add .gitignore     -f, --force force on non-empty directory 

接下来，我们使用express的命令，来创建项目了。

~ cd D:\workspace\javascript  # 进入工作目录

~ D:\workspace\javascript>express -e nodejs-demo  # 创建项目
   create : nodejs-demo
   create : nodejs-demo/package.json
   create : nodejs-demo/app.js
   create : nodejs-demo/public/javascripts
   create : nodejs-demo/public/images
   create : nodejs-demo/public
   create : nodejs-demo/public/stylesheets
   create : nodejs-demo/public/stylesheets/style.css
   create : nodejs-demo/views
   create : nodejs-demo/views/index.ejs
   create : nodejs-demo/views/error.ejs
   create : nodejs-demo/routes
   create : nodejs-demo/routes/index.js
   create : nodejs-demo/routes/users.js
   create : nodejs-demo/bin
   create : nodejs-demo/bin/www

   install dependencies:
     $ cd nodejs-demo && npm install
   run the app:
     $ DEBUG=nodejs-demo:* ./bin/www

进入项目目录，下载依赖库，构建项目。

~ D:\workspace\javascript>cd nodejs-demo && npm install

启动项目。

~ D:\workspace\javascript\nodejs-demo>npm start

> express4-demo@0.0.0 start D:\workspace\javascript\nodejs-demo
> node ./bin/www

module.js:338
    throw err;
          ^
Error: Cannot find module './routes/users'
    at Function.Module._resolveFilename (module.js:336:15)
    at Function.Module._load (module.js:278:25)
    at Module.require (module.js:365:17)
    at require (module.js:384:17)
    at Object. (D:\workspace\javascript\nodejs-demo\app.js:9:13)
    at Module._compile (module.js:460:26)
    at Object.Module._extensions..js (module.js:478:10)
    at Module.load (module.js:355:32)
    at Function.Module._load (module.js:310:12)
    at Module.require (module.js:365:17)

第一次启动发生了错误，可能是express-generator和express不匹配造成的，找到问题在app.js文件中，注释第9行和第26行。

..
//var users = require('./routes/users');
..
//app.use('/users', users);       
..

再次启动项目。

D:\workspace\javascript\nodejs-demo>npm start
> express4-demo@0.0.0 start D:\workspace\javascript\nodejs-demo
> node ./bin/www

项目启动成功，打开浏览器 http://localhost:3000，就可以看到显示的页面了。

2 目录结构

接下来，我们详细看一下Express4项目的结构、配置和使用。

bin, 存放启动项目的脚本文件

node_modules, 存放所有的项目依赖库。

public，静态文件(css,js,img)

routes，路由文件(MVC中的C,controller)

views，页面文件(Ejs模板)

package.json，项目依赖配置及开发者信息

app.js，应用核心配置文件

3 package.json项目配置

package.json用于项目依赖配置及开发者信息，scripts属性是用于定义操作命令的，可以非常方便的增加启动命令，比如默认的start，用npm start代表执行node ./bin/www命令。查看package.json文件。

{
  "name": "express4-demo",
  "version": "0.0.0",
  "private": true,
  "scripts": { "start": "node ./bin/www" },
  "dependencies": { "body-parser": "~1.10.2", "cookie-parser": "~1.3.3", "debug": "~2.1.1", "ejs": "~2.2.3", "express": "~4.11.1", "morgan": "~1.5.1", "serve-favicon": "~2.2.0" } }

4 app.js核心文件

从Express3.x升级到Express4.x，主要的变化就在app.js文件中。查看app.js文件，我已经增加注释说明。

// 加载依赖库，原来这个类库都封装在connect中，现在需地注单独加载
var express = require('express'); 
var path = require('path');
var favicon = require('serve-favicon');
var logger = require('morgan');
var cookieParser = require('cookie-parser');
var bodyParser = require('body-parser');

// 加载路由控制
var routes = require('./routes/index');
//var users = require('./routes/users');

// 创建项目实例
var app = express();

// 定义EJS模板引擎和模板文件位置，也可以使用jade或其他模型引擎
app.set('views', path.join(__dirname, 'views'));
app.set('view engine', 'ejs');

// 定义icon图标
app.use(favicon(__dirname + '/public/favicon.ico'));
// 定义日志和输出级别
app.use(logger('dev'));
// 定义数据解析器
app.use(bodyParser.json());
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
// 定义cookie解析器
app.use(cookieParser());
// 定义静态文件目录
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));

// 匹配路径和路由
app.use('/', routes);
//app.use('/users', users);

// 404错误处理
app.use(function(req, res, next) {
    var err = new Error('Not Found');
    err.status = 404;
    next(err);
});

// 开发环境，500错误处理和错误堆栈跟踪
if (app.get('env') === 'development') {
    app.use(function(err, req, res, next) {
        res.status(err.status || 500);
        res.render('error', {
            message: err.message,
            error: err
        });
    });
}

// 生产环境，500错误处理
app.use(function(err, req, res, next) {
    res.status(err.status || 500);
    res.render('error', {
        message: err.message,
        error: {}
    });
});

// 输出模型app
module.exports = app;

我们看到在app.js中，原来调用connect库的部分都被其他的库所代替，serve-favicon、morgan、cookie-parser、body-parser，默认项目中，只用到了最基本的几个库，还没有其他需要替换的库，在本文最后有详细列出。

另外，原来用于项目启动代码也被移到./bin/www的文件，www文件也是一个node的脚本，用于分离配置和启动程序。查看./bin/www文件。

#!/usr/bin/env node   

/** * 依赖加载 */
var app = require('../app');
var debug = require('debug')('nodejs-demo:server');
var http = require('http');

/** * 定义启动端口 */
var port = normalizePort(process.env.PORT || '3000');
app.set('port', port);

/** * 创建HTTP服务器实例 */
var server = http.createServer(app);

/** * 启动网络服务监听端口 */
server.listen(port);
server.on('error', onError);
server.on('listening', onListening);

/** * 端口标准化函数 */
function normalizePort(val) {
  var port = parseInt(val, 10);
  if (isNaN(port)) {
    return val;
  }
  if (port >= 0) {
    return port;
  }
  return false;
}

/** * HTTP异常事件处理函数 */
function onError(error) {
  if (error.syscall !== 'listen') {
    throw error;
  }

  var bind = typeof port === 'string'
    ? 'Pipe ' + port
    : 'Port ' + port

  // handle specific listen errors with friendly messages
  switch (error.code) {
    case 'EACCES':
      console.error(bind + ' requires elevated privileges');
      process.exit(1);
      break;
    case 'EADDRINUSE':
      console.error(bind + ' is already in use');
      process.exit(1);
      break;
    default:
      throw error;
  }
}

/** * 事件绑定函数 */
function onListening() {
  var addr = server.address();
  var bind = typeof addr === 'string'
    ? 'pipe ' + addr
    : 'port ' + addr.port;
  debug('Listening on ' + bind);
}

5 Bootstrap界面框架

创建Bootstrap界面框架，直接在index.ejs文件上面做修改。可以手动下载Bootstrap库放到项目中对应的位置引用，也可以通过bower来管理前端的Javascript库，参考文章 bower解决js的依赖管理。另外还可以直接使用免费的CDN源加载Bootstrap的css和js文件。下面我就直接使用bower来管理前端的JavaScript库的方式。编辑views/index.ejs文件：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
  <head>
    <title><%= title %></title>
    <link rel="stylesheet" href="/bower_components/bootstrap/dist/css/bootstrap.min.css">
    <link rel='stylesheet' href='/stylesheets/style.css' />
  </head>
  <body>
    <div class="well jumbotron">
      <h1><%= title %></h1>
      <p>This is a simple hero unit, a simple jumbotron-style component for calling extra attention to featured content or information.</p>
      <p><a class="btn btn-primary btn-lg" href="#" role="button">Learn more</a></p>
    </div>
    <script src="/bower_components/jquery/dist/jquery.min.js"></script>
    <script src="/bower_components/bootstrap/dist/js/bootstrap.min.js"></script>
  </body>
</html>

效果如下，已经加入了bootstrap的样式了。

接下来，我们把index.ejs页面切分成3个部分：header.ejs, index.ejs, footer.ejs，用于网站页面的模块化。

header.ejs, 为页面的头部区域

index.ejs, 为内容显示区域

footer.ejs, 为页面底部区域

编辑header.ejs：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
  <head>
    <title><%= title %></title>
    <link rel="stylesheet" href="/bower_components/bootstrap/dist/css/bootstrap.min.css">
    <link rel='stylesheet' href='/stylesheets/style.css' />
  </head>
  <body>

编辑footer.ejs：

    <script src="/bower_components/jquery/dist/jquery.min.js"></script>
    <script src="/bower_components/bootstrap/dist/js/bootstrap.min.js"></script>
  </body>
</html>

编辑index.ejs：

<% include header.ejs %>

<div class="well jumbotron">
<h1><%= title %></h1>
<p>This is a simple hero unit, a simple jumbotron-style component for calling extra attention to featured content or information.</p>
<p><a class="btn btn-primary btn-lg" href="#" role="button">Learn more</a></p>
</div>

<% include footer.ejs %>

把页表和页底的代码分离后，让index.ejs页面的核心代码更少，更容易维护。

6 路由功能

路由功能，是Express4以后全面改版的功能。在应用程序加载隐含路由中间件，不用担心在中间件被装载相对于路由器中间件的顺序。定义路由的方式是不变的，路由系统中增加2个新的功能。

app.route()函数，创建可链接的途径处理程序的路由路径。

express.Router类，创建模块化安装路径的处理程序。

app.route方法会返回一个Route实例，它可以继续使用所有的HTTP方法，包括get,post,all,put,delete,head等。

app.route('/users')
  .get(function(req, res, next) {})
  .post(function(req, res, next) {})

express.Router类，则可以帮助我们更好的组织代码结构。在app.js文件中，定义了app.use(‘/’, routes); routes是指向了routes目录下的index.js文件，./routes/index.js文件中，express.Router被定义使用，路径/*处理都会由routes/index.js文件里的Router来处理。如果我们要管理不同的路径，那么可以直接配置为多个不同的Router。

app.use('/user', require('./routes/user').user);
app.use('/admin', require('./routes/admin').admin);
app.use('/', require('./routes'));

7 Ejs模板使用

让ejs模板文件，使用扩展名为html的文件。修改：app.js

app.engine('.html', ejs.__express);
app.set('view engine', 'html');
// app.set('view engine', 'ejs');

修改后，ejs变量没有定义，supervisor的程序会一直报错

ReferenceError: ejs is not defined
at Object. (D:\workspace\project\nodejs-demo\app.js:17:21)
at Module._compile (module.js:456:26)
at Object.Module._extensions..js (module.js:474:10)
at Module.load (module.js:356:32)
at Function.Module._load (module.js:312:12)
at Function.Module.runMain (module.js:497:10)
at startup (node.js:119:16)
at node.js:901:3
DEBUG: Program node app.js exited with code 8

在app.js中增加ejs变量：

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

8 Session使用

session这个问题，其实是涉及到服务器的底层处理方式。像Java的web服务器，是多线程调用模型。每用户请求会打开一个线程，每个线程在内容中维护着用户的状态。

像PHP的web服务器，是交行CGI的程序处理，CGI是无状态的，所以一般用cookie在客户的浏览器是维护用户的状态。但cookie在客户端维护的信息是不够的，所以CGI应用要模仿用户session，就需要在服务器端生成一个session文件存储起来，让原本无状态的CGI应用，通过中间文件的方式，达到session的效果。

Nodejs的web服务器，也是CGI的程序无状态的，与PHP不同的地方在于，单线程应用，所有请求都是异步响应，通过callback方式返回数据。如果我们想保存session数据，也是需要找到一个存储，通过文件存储,redis,Mongdb都可以。

接下来，我将演示如何通过mongodb来保存session，并实现登陆后用户对象传递。

app.js文件：

var express = require('express')
, routes = require('./routes')
, user = require('./routes/user')
, http = require('http')
, path = require('path')
, ejs = require('ejs')
, SessionStore = require("session-mongoose")(express);

var store = new SessionStore({
    url: "mongodb://localhost/session",
    interval: 120000
});

....
app.use(express.favicon());
app.use(express.logger('dev'));
app.use(express.bodyParser());
app.use(express.methodOverride());
app.use(express.cookieParser());
app.use(express.cookieSession({secret : 'fens.me'}));

app.use(express.session({
    secret : 'fens.me',
    store: store,
    cookie: { maxAge: 900000 }
}));

app.use(function(req, res, next){
    res.locals.user = req.session.user;
    next();
});
app.use(app.router);
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));

注：app.js文件有顺序要求，一定要注意！！！

安装session-mongoose依赖库：

D:\workspace\project\nodejs-demo>npm install session-mongoose
D:\workspace\project\nodejs-demo\node_modules\session-mongoose\node_modules\mongoose\node_modules\mongodb\node_modules\bson>node "D:\toolkit\nodejs\node_modules\npm\bin\node-gyp-bin\\..\..\node_modules\node-gyp\bin\node-gyp.js" rebuild
C:\Program Files (x86)\MSBuild\Microsoft.Cpp\v4.0\Microsoft.Cpp.InvalidPlatform.Targets(23,7): error MSB8007: 项目“kerberos.vcxproj”的平台无效。平台为“x64”。您会看到此消息的可能原因是，您尝试在没有解决方案文件的情况下生成项目，并且为
oose\node_modules\mongoose\node_modules\mongodb\node_modules\bson\build\bson.vcxproj]
session-mongoose@0.2.2 node_modules\session-mongoose
└── mongoose@3.6.10 (mpath@0.1.1, ms@0.1.0, hooks@0.2.1, sliced@0.0.3, muri@0.3.1, mpromise@0.2.1, mongodb@1.3.3)

安装有错误但是没关系。访问：http://localhost:3000/login，正常

修改routes/index.js文件，exports.doLogin方法：

exports.doLogin = function(req, res){
    var user={
        username:'admin',
        password:'admin'
    }
    if(req.body.username===user.username && req.body.password===user.password){
        req.session.user=user;
        return res.redirect('/home');
    } else {
        return res.redirect('/login');
    }
};

exports.logout方法：

exports.logout = function(req, res){
    req.session.user=null;
    res.redirect('/');
};

exports.home方法：

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

这个时候session已经起作用了，exports.home的user显示传值已经被去掉了。 是通过app.js中app.use的res.locals变量，通过框架进行的赋值。

app.use(function(req, res, next){
    res.locals.user = req.session.user;
    next();
});

注：这个session是express3.0的写法，与express2.x是不一样的。原理是在框架内每次赋值，把我们刚才手动传值的过程，让框架去完成了