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本文使用node.js v0.10.28 + express 4.2.0

1 Express概述

Express 是一个简洁而灵活的node.js的MVC Web应用框架，提供一系列强大特性创建各种Web应用。

Express 不对 node.js 已有的特性进行二次抽象，我们只是在它之上扩展了Web应用所需的功能。

Expressd底层由Node.js的HTTP模块实现。

1.1 express 4.x 安装

express 4.x与之前的版本有了许多的变化，书里和网上的很多方法都不再适用。学习需要更多的参考官方文档。

若需要用express 3.x版本，直接使用nmp 中的@字符确定版本，指令如下：

npm install -g express-generator@3

若需要使用4.x，注意的问题在4.x版本express 已经把命令行工具分离出来。

现在全局安装只需要安装这个命令行工具就可以，指令如下：

npm install -g express-generator

1.2 创建express工程

使用express命令

express [options]

选项：

-h, --help 输出使用信息

-V, --version 输出版本号

-e, --ejs 添加ejs的支持（默认使用jade）

-H, --hogan 添加hogan.js引擎的支持

-c, --css 添加css（less 或stylus 或compass）的支持

-f, --force 强迫接受非空目录

1.2.1 创建hello-express的工程

使用命令：express hello-express ，默认创建基于jade的项目。

使用-e参数创建基于ejs的项目。使用命令：express -e hello-express

目录内容如下所示：

进入到工程目录

1.2.2 安装express及依赖

使用命令：npm install

该过程会自动下载网络上的依赖包，请耐心等待命令结束。创建包后，可查看目下的package.json文件：

1.2.3 启动工程

使用命令：npm start

注意：该实例无法以 node app.js 为启动方式，而是用指令 npm start 作为启动。原因如下所述。

npm执行的时候会读取当前目录的package.json文件，这个也就是我上面那个bug出现的原因

执行npm start其实是执行package.json中的script对应的对象中的start属性所对应的命令行。

也就是执行bin/www文件，该文件无后缀名。使用文本工具打开，可以看到其中的脚本。npm start命令，就是执行的该脚本程序。

express默认端口为3000。浏览器访问 http://127.0.0.1:3000/ 。显示页面Welcome to Express，即安装成功。

1.3 目录解释

如果浏览这个子目录，就会发现express自动生成了以下的子目录和文件。

node_modules子目录：用于安装本地模块。
public子目录：用于存放用户可以下载到的文件，比如图片、脚本、样式表等。
routes子目录：用于存放路由文件。
views子目录：用于存放网页的模板。
app.js文件：应用程序的启动脚本。
package.json文件：项目的配置文件。

当对express工程目录和package.json文件熟悉后，可以手动创建工程，而不用依赖express命令。

1.4 解析express命令生成工程的代码

bin/www

#!/usr/bin/env node

var debug = require('debug')('hello-express');
var app = require('../app');    //引入app模块

app.set('port', process.env.PORT || 3000);     //设置’port’

var server = app.listen(app.get('port'), function() {     //获取’port’，并监听。
  debug('Express server listening on port ' + server.address().port);

});

app.js

var express = require('express');    //引入express
var path = require('path');         //引入path
var favicon = require('static-favicon');    //引入static-favicon
var logger = require('morgan');    //引入morgan
var cookieParser = require('cookie-parser');    //引入cookie-parser
var bodyParser = require('body-parser');    //引入body-parser

var routes = require('./routes/index');    //引入路由index
var users = require('./routes/users');    //引入路由users

var app = express();             //创建一个app

// 设置视图引擎。
app.set('views', path.join(__dirname, 'views'));    //设置视图文件所在位置。
app.set('view engine', 'ejs');                    //设置视图引擎。

app.use(favicon());
app.use(logger('dev'));
app.use(bodyParser.json());
app.use(bodyParser.urlencoded());
app.use(cookieParser());

app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));    //指定静态文件所在位置

/*

请求时，服务器端就到public目录寻找这个文件。比如，浏览器发出如下的样式表请求：

<link href="/bootstrap/css/bootstrap.css" rel="stylesheet">

服务器端就到public/bootstrap/css/目录中寻找bootstrap.css文件。

*/

app.use('/', routes);    //对’/’设置路由。
app.use('/users', users);    //对’/user’设置路由。

//捕获404并对跳转错误进行处理。
app.use(function(req, res, next) {
    var err = new Error('Not Found');
    err.status = 404;
    next(err);
});

// 开发环境错误处理。
if (app.get('env') === 'development') {
    app.use(function(err, req, res, next) {
        res.status(err.status || 500);
        res.render('error', {        //渲染error.ejs。
            message: err.message,
            error: err
        });
    });
}

// 生产环境错误处理。
// 没有堆栈跟踪泄露给用户。
app.use(function(err, req, res, next) {
    res.status(err.status || 500);
    res.render('error', {
        message: err.message,
        error: {}
    });
});

module.exports = app;   //将app设为模块。

views/index.ejs

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title><%= title %></title>
    <link rel='stylesheet' href='/stylesheets/style.css' /> <!--由于已经设置了静态文件位置，服务器会自动在public目录中寻找。-->
  </head>
  <body>
    <h1><%= title %></h1>
    <p>Welcome to <%= title %></p>
  </body>
</html>

views/error.ejs

<h1><%= message %></h1>
<h2><%= error.status %></h2>
<pre><%= error.stack %></pre>

routes/index.js

var express = require('express');
var router = express.Router();    //获取路由对象。

/* GET home page. */
router.get('/', function(req, res) {
  res.render('index', { title: 'Express' });    //页面渲染index.ejs。
});

module.exports = router;    //设置为模块。

routes/users.js

var express = require('express');
var router = express.Router();    //获取路由对象。

/* GET users listing. */
router.get('/', function(req, res) {
  res.send('respond with a resource');    //respones直接返回字符串。
});

module.exports = router;    //将本路由设置为模块。

2 Express基本组件

2.1 Express的中间件

Express中的中间件（middleware）类似于JavaEE中拦截器的概念。

Express中的中间件由函数表示：

function uselessMiddleware(req, res, next) {
    next();
}

每个中间件都可以对HTTP请求（request对象）做出回应。调用next方法会将request对象再传给下一个中间件。next方法如果带有参数，则代表抛出一个错误，参数为错误文本。

function uselessMiddleware(req, res, next) {
    next('出错了！');
}

2.2 user()方法

user方法用于将路径与中间件函数或路由对象绑定起来。默认路径为”/”。

app.use([path], function)

var express = require('express');

var app = express();

// simple logger
app.use(function(req, res, next){
  console.log('%s %s', req.method, req.url);
  next();
});

// respond
app.use(function(req, res, next){
  res.send('Hello World');
});

app.listen(3000);

2.3 静态资源

静态资源的获取是use()函数的典型应用。express.static()方法为静态资源指定目录。use()方法用于绑定拦截http请求，若请求的静态资源存在，则返回静态资源文件。

例：js、css、图片分别位于工程路径的public目录中。

// GET /static/javascripts/jquery.js
// GET /static/style.css
// GET /static/favicon.ico
app.use(express.static(__dirname + '/public'));

注意：

对不同url使用use()函数，各use()函数顺序，先拦截到http请求的中间件函数会先被执行。而且，use()方法与路由方法的顺序也需要注意。

一般的，use()方法位于路由方法之前。

例：当请求"GET /javascripts/jquery.js" 时，会先检查 "./public/javascripts/jquery.js"，若不存在，随后的中间件会检查 "./files/javascripts/jquery.js"。

app.use(express.static('public'));
app.use(express.static('files'));

2.4 异常处理

定义错误处理的中间件跟定义普通的中间件没有什么区别，仅仅是参数必须定义为4个，定义如下 (err, req, res, next)

app.use(function(err, req, res, next){
  console.error(err.stack);
  res.send(500, 'Something broke!');
});

2.5 请求路由

2.5.1 路由方法

app.VERB(url, callback(req, res))

app.VERB(url, callback1(req, res),callback2(req, res),......,callbackn(req, res))

app.VERB() 方法为Express提供路由方法，VERB 是指某一个HTTP 动作，比如，app.post()。

app.VERB() 方法可以提供多个callbacks，多个callbacks会被平等对待，它们的行为跟中间件类似，不同的是，若某一个callback执行了next('route')，此后的callback就被忽略。这种情形会应用在当满足一个路由前缀，但是不需要处理这个路由，于是把它向后传递。

2.5.2 Router 路由

Express 4.x使用Router组件对URL进行响应处理。在Express 4.x 应该尽量多使用 express.Router 来代替app.VERB方式的路由。

express.Router使得整个控制器变成了一个不依赖于任何外部实例的独立模块，更有利于模块的拆分，同时对于测试也更加友好。

express.Router可以认为是一个微型的只用来处理中间件与控制器的app，它拥有和 app 类似的方法，例如 get、post、all、use 等等。

app.js

app.use(require('./controllers/book'));

controllers/book.js

var router = require('express').Rouer(); // 新建一个 router

var A = require('../middlewares/A');
var B = require('../middlewares/B');
var C = require('../middlewares/C');

// 在 router 上装备控制器与中间件
router.get('/books', A, B, C, function (req, res) {
    var retA = req.A; // 中间件 A 的输出结果
    var retB = req.B; // 中间件 B 的输出结果
    var retC = req.C; // 中间件 C 的输出结果
    // ... 其余程序逻辑
});

// ...
// 返回 router 供 app 使用
module.exports = router;

通过 express.Router，控制器与中间件的代码紧密的联系在一起，并且避免了传递 app 的潜在风险。同时，一个 router 就是一个完整的功能模块，不需要任何装配就可以执行。这一点对于单元测试来说非常简单。

2.5.3 中间件重用

express.Router 可以认为是一个迷你的 app，它拥有一个独立的中间件队列。这个特性可以用来共享一些常用的中间件，例如:

例：parseBook方法是个中间件方法。

var bookRouter = express.Router();

app.use('/books', bookRouter);

//路由指定中间件
bookRouter.use(parseBook);

//如下三个控制器都会经过 parseBook 中间件。
bookRouter.get('/books/:bookId', viewBook);
bookRouter.get('/books/:bookId/edit', editBook);
bookRouter.get('/books/:bookId/move', moveBook);

app.get('/other_link', otherController); // 不会经过 parseBook 中间件。

例：Restful的Router。

var bookRouter = express.Router();
bookRouter
    .route('/books/:bookId?')
    .get(function (req, res) {
        // ...
    })
    .put(function (req, res) {
        // ...
    })
    .post(function (req, res) {
        // ...
    })
    .delete(function (req, res) {
        // ...
    })

app.route

假定app是Express的实例对象，Express 4.0为该对象提供了一个route属性。app.route实际上是express.Router()的缩写形式，直接挂载到根路径。

app.route('/login')
    .get(function(req, res) {
        res.send('this is the login form');
    })
    .post(function(req, res) {
        console.log('processing');
        res.send('processing the login form!');
    });

2.6 request对象

使用req.query解析http查询字符串

// GET /search?q=tobi+ferret
req.query.q
// => "tobi ferret"
// GET /shoes?order=desc&shoe[color]=blue&shoe[type]=converse
req.query.order
// => "desc"

req.query.shoe.color
// => "blue"

req.query.shoe.type
// => "converse"

使用req.params获取url中的参数

app.get('/blog/:year/:month/:day/:title', function (req, res) {
  var fileName = './blogs/' +     req.params.year + '-' +
    req.params.month + '-' +
    req.params.day + '-' +
    req.params.title + '.md';    fs.readFile(fileName, 'utf-8', function (err, data) {
        if (err) {
            res.send(err);
        }
        res.send(data);
    });
});

获取请求中参数的通用方法

req.param(name)

// ?name=tobi
req.param('name')
// => "tobi"

// POST name=tobi
req.param('name')
// => "tobi"

// /user/tobi for /user/:name
req.param('name')
// => "tobi"

request.ip

request.ip属性用于获得HTTP请求的IP地址。

request.files

request.files用于获取上传的文件。

2.7 response对象

response.redirect方法

response.redirect方法用于网址的重定向。

response.redirect("/hello/anime");
response.redirect("http://www.example.com");
response.redirect(301, "http://www.example.com");

response.sendFile方法

response.sendFile方法用于发送文件。

response.sendFile("/path/to/anime.mp4");

response.render方法

response.render方法用于渲染网页模板。

app.get("/", function(request, response) {
  response.render("index", { message: "Hello World" });    //将message变量传入index模板，渲染成HTML网页。
});

2.8 使用EJS模板

EJS是一个JavaScript模板库，用来从JSON数据中生成HTML字符串。EJS的优点是将会带给你明确、维护性良好的HTML代码结构。EJS模板以”.ejs”为后缀。

2.8.1 基本应用

数据

{
    title: 'Cleaning Supplies',
    supplies: ['mop', 'broom', 'duster']
}

模板

<h1><%= title %></h1>
<ul>
<% for(var i=0; i<supplies.length; i++) {%>
    <li><%= supplies[i] %></li>
<% } %>
</ul>

用数据渲染模板，WEB的显示结果：

2.8.2 Include功能

EJS提供了模版包含（include）的功能，可以include不同的页面部件，组合在一起。

其语法为：<% include foot.ejs %>

2.8.3 其他

EJS实际可以不依赖Express而独立使用的。甚至在浏览器中也有很好的应用。

3 Express所需要的工具组件

Express 4.x 的版本做了很多改进，将很多功能分离出去，以第三方组件的形式为Express提供了更多的功能。同时Express也会有更好的扩展性。

3.1 body-parser

body-parser是Node.js的body解析中间件。用于解析HTTP报文body部分的数据。

body-parser无法处理multipart的body，对于multipart，可能需要使用如下模块：

· busboy 与 connect-busboy

· multiparty 与 connect-multiparty

· formidable

· multer

其他body解析器：

· body

· co-body

API示例

var express    = require('express')
var bodyParser = require('body-parser')

var app = express()
// 解析application/x-www-form-urlencoded
app.use(bodyParser.urlencoded())
// 解析application/json
app.use(bodyParser.json())

// 解析application/vnd.api+json 作为json
app.use(bodyParser.json({ type: 'application/vnd.api+json' }))

app.use(function (req, res, next) {
  console.log(req.body) // populated!
  next()
})

bodyParser.json(options)

返回一个解析json的中间件。该解析器可以接受Unicode编码的请求体，可以作自动解压缩gzip，或解码。

选项：

strict - 仅解析对象和数组。(default: true)
inflate - 设置是否解压被压缩的body (default: true)
limit - request的body的最大长度。 (default: <100kb>)
reviver - 传递给JSON.parse()
type - 解析的类型。(default: json)
verify - 判定body内容的函数。

type参数将直接传递给 type-is 库。该值可以是一个扩展名（如：json），一个mime类型（如：application/json），或者一个带通配符的mime（如：*/json）

若提供verify 参数，其函数形式为verify(req, res, buf, encoding)，buf是Buffer类型，是请求体。encoding 是请求的编码。解析会被抛出的错误而中止。

reviver 参数会被直接传递给 JSON.parse方法获取其第二个参数。可以在MDN 的文档中找到更多相关资料。

bodyParser.raw(options)

返回的中间件，中间件将body作为Buffer。该解析器可以作自动解压缩gzip或者解码。

选项：

inflate - 同bodyParser.json (default: true)
limit - 同bodyParser.json (default: <100kb>)
type - 同bodyParser.json (default: application/octet-stream)
verify - 同bodyParser.json

type参数将直接传递给 type-is 库。该值可以是一个扩展名（如：bin），一个mime类型（如：application/octet-stream），或者一个带通配符的mime（如：application/*）

bodyParser.text(options)

返回的中间件，中间件将body作为字符串。该解析器可以作自动解压缩gzip或者解码。

选项：

defaultCharset - 若没有指定content-type，该值为默认字符集。 (default: utf-8)
inflate - 同bodyParser.json。 (default: true)
limit - 同bodyParser.json。 (default: <100kb>)
type - 同bodyParser.json。 (default: text/plain)
verify - 同bodyParser.json。

type参数将直接传递给 type-is 库。该值可以是一个扩展名（如：txt），一个mime类型（如：text/plain），或者一个带通配符的mime（如：text/*）

bodyParser.urlencoded(options)

返回一个拥有解析urlencoded 请求体的中间件。该解析器可以接受Unicode编码的请求体，该可以作自动解压缩gzip，或解码。

选项：

extended - 使用qs模块解析扩展的语法。(default: true)
inflate - 同bodyParser.json。 (default: true)
limit - 同bodyParser.json。 (default: <100kb>)
type - 同bodyParser.json。 (default: urlencoded)
verify - 同bodyParser.json。

extended 参数允许选择解析urlencoded 数据的库，当为false时，使用querystring 库解析，当为true时，使用qs库解析。“扩展”的语法允许富对象和数组编码为urlencoded 格式，允许类JSON表达式。更多信息请参考qs库

type参数将直接传递给 type-is 库。该值可以是一个扩展名（如：urlencoded），一个mime类型（如：application/x-www-form-urlencoded），或者一个带通配符的mime（如： */x-www-form-urlencoded）

req.body

HTTP中报文体的对象。

例：

var express = require('express');

var app = express();

app.use(express.bodyParser());

app.all('/', function(req, res){
    res.send(req.body.title + req.body.text);
});

app.listen(3000);

3.2 cookie-parser

cookieParser中间件，用于分析和处理req.cookies的cookie数据。

3.3 express-session

express-session是一个为Express提供的 session中间件。

var express = require('express')
var session = require('express-session')
var app = express()

app.use(session({secret: 'keyboard cat'}))

session(options)

为session设置存储选项。session ID存储于cookie，其他数据不会被存储在cookie中。

name - cookie的名称(默认： 'connect.sid')
store - session的存储实例。
secret - session cookie通过secret 加密。
cookie - session相关cookie的设置项。(默认： { path: '/', httpOnly: true, secure: false, maxAge: null })
genid - session ID的生成函数。 (默认：使用uid2库。)
rolling - 强制对每个response的cookie设置过期日期。(默认：false)
resave - 强制session为被保存的。(默认：true)
proxy - 信任反向代理，当时也secure cookies时候，当该项为true，则"x-forwarded-proto"报文头将会被使用。当设置为false时，所有的报文头都会被忽略。若不设置，则使用express的"trust proxy"设置。(默认：undefined)
saveUninitialized - 强制session以"uninitialized"被保存到仓库。会话是未初始化的时不能被修改。这对实现登录会话是非常有用的。(默认：true)
unset - 通过该选项，删除req.session或将其设为null后，设置req.session的结局。若为”keep”，则session将会在仓库中维持着，但无法被修改；若为”destory”则将销毁仓库中的session。(默认：'keep')

options.genid

对新session生成session ID。提供一个函数。函数返回一个字符串作为session ID。函数有一个req参数，在生成ID时，可以使用一些值附加到req上。

注意：session ID需要唯一。

例：

app.use(session({
  genid: function(req) {
    return genuuid(); // use UUIDs for session IDs
  },
  secret: 'keyboard cat'
}))

Cookie选项

请注意 secure: true 是一个被推荐的选项。然而，这需要https的支持。HTTPS需要安全的Cookie。如果secure 被设置了，若使用HTTP访问网站程序时，则cookie将不会被设置。如果你的node.js在代理之后，且使用了 secure: true ，被需要设置，则需要在express中设置"trust proxy" 。

var app = express()

app.set('trust proxy', 1) // trust first proxy
app.use(session({
    secret: 'keyboard cat'
  , cookie: { secure: true }
}))

在生产环境下，使用安全cookie。可以为了开发测试，如下是一个的设置基于NODE_ENV的例子：

var app = express()

var sess = {
  secret: 'keyboard cat'
  cookie: {}
}

if (app.get('env') === 'production') {
  app.set('trust proxy', 1) // trust first proxy
  sess.cookie.secure = true // serve secure cookies
}app.use(session(sess))

cookie.maxAge默认是null的，即expires没有配置，所以cookie用于浏览器的会话cookie。当时用户关闭浏览器，会话cookie就会被移除。

req.session

存储或访问session数据。

示例：

app.use(session({ secret: 'keyboard cat', cookie: { maxAge: 60000 }}))
app.use(function(req, res, next) {
  var sess = req.session
  if (sess.views) {
    sess.views++
    res.setHeader('Content-Type', 'text/html')
    res.write('<p>views: ' + sess.views + '</p>')
    res.write('<p>expires in: ' + (sess.cookie.maxAge / 1000) + 's</p>')
    res.end()
  } else {
    sess.views = 1
    res.end('welcome to the session demo. refresh!')
  }
})

session.regenerate()

调用该方法重新生成session，一旦完成一个SID，Session实例将会在req.session中被初始化。

req.session.regenerate(function(err) {
  // 此处将使用一个新的session。
})

session.destroy()

销毁session，移除req.session，将会重新生成下一个request。

req.session.destroy(function(err) {
  // 此处无法使用session
})

session.reload()

重新加载session数据。

req.session.reload(function(err) {
  // session升级
})

session.save()

req.session.save(function(err) {
  // session被保存
})

session.touch()

更新maxAge属性。该方法不需要调用，session中间件会自动做这件事情。

req.session.cookie

每个session必须有一个唯一的cookie对象对应。

req.session.cookie.expires 用于cookie的过期设置。若req.session.cookie.expires设置为false，则使得cookie仅保持用户代理。
req.session.cookie.maxAge 为session.cookie的剩余时间，单位为毫秒。

例：设置并查看cookie.maxAge的时间

var hour = 3600000
req.session.cookie.expires = new Date(Date.now() + hour)
req.session.cookie.maxAge = hour

30秒之后，req.session.cookie.maxAge返回剩余时间。

req.session.cookie.maxAge // => 30000

Session仓库的实现

每个session仓库必须实现如下方法：

.get(sid, callback)
.set(sid, session, callback)
.destroy(sid, callback)

推荐实现也实现如下方法：

.length(callback)
.clear(callback)

例：以下是一个redis的实现。

https://github.com/visionmedia/connect-redis

Express官方资料：

http://expressjs.com/

https://www.npmjs.org/package/express

https://github.com/visionmedia/expressjs.com

https://github.com/visionmedia/express#quick-start

body-parser相关参考资料：

https://github.com/expressjs/body-parser

https://www.npmjs.org/package/body-parser

cookie-parser相关参考资料：

https://github.com/expressjs/cookie-parser

https://www.npmjs.org/package/cookie-parser

express-session相关参考资料：

https://github.com/expressjs/session

https://www.npmjs.org/package/express-session

关于expressjs更多的组件请在如下地址搜索：

https://github.com/expressjs

https://www.npmjs.org/

感谢如下博客作者为我们提供的学习资料：

http://javascript.ruanyifeng.com/nodejs/express.html

http://www.cnblogs.com/moonpanda/p/3669735.html

http://blog.segmentfault.com/nark/1190000000488358

http://lostjs.com/2014/04/24/upgrade-express-4/

https://github.com/visionmedia/express/wiki/Migrating-from-3.x-to-4.x

http://www.cnblogs.com/yuanzm/p/3770986.html

http://my.oschina.net/tangdu/blog/282207

http://www.cnblogs.com/ahl5esoft/p/3769781.html

http://www.90it.net/topic/web/node