Express框架快速入门
欢迎大家来到Node.js系列专栏的第二期，上一期我系统地总结了Node.js的基础知识和常用内置模块，但是仅仅学习那些内置模块还远远不够，那些只是基础，我们的路还非常的长，还有很多东西要学。今天总结的Express就是基于Node.js衍生而来的一个web应用开发框架，它可以帮助你快速地创建web应用。
一. Express的简介和安装
1. Express简介
官网对这个框架的解释是：基于 Node.js 平台，快速、开放、极简的 Web 开发框架。Express的官网地址是https://www.expressjs.com.cn 。
Express的特色: (1) Web 应用程序：Express 是一个保持最小规模的灵活的 Node.js Web 应用程序开发框架，为 Web 和移动应用程序提供一组强大的功能。
(2) API ：使用您所选择的各种 HTTP 实用工具和中间件，快速方便地创建强大的 API。
(3) 性能 ：Express 提供精简的基本 Web 应用程序功能，而不会隐藏您了解和青睐的 Node.js 功能。
(4) 基础框架 ：许多 流行的开发框架 都基于 Express 构建。
2. 在项目中安装Express
首先我们创建一个文件夹，然后我们先要初始化一下文件夹：
npm init -y安装express：
npm install express --save二. Express的使用
1. 入门简单案例
我们先简单使用一下Express，学习它的简单用法，由浅入深。本文后面小节里再来学习路由、中间件、请求处理等等的功能。
新建index.js文件，然后编写如下代码：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
app.get("/",(req, res) => {
res.send("hello world!");
})
app.get("/aaa",(req, res) => {
res.send("aaa");
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})很简单吧，express创建http接口，相比Node.js的http模块来说也太方便了吧，只需要调用get()方法，然后里面传入请求的路径和回调函数就好了。而且回调里面也不用再调用res.write()和res.end()了，express封装了一个res.send()来代替。
这个小案例，我们浏览器访问相应的路径时，就会得到相应的显示：
而且，当我们访问一个我们没有定义的请求路径的时候，它会在页面上面显示出相应的错误。
我们上面说到express封装的res.send()方法，这个方法其实非常地妙，那么妙在哪里呢？下面举几个例子来体会。
我们更改一下代码，把之前请求的hello world!字符串改成html标签返回，看看会有什么效果：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
app.get("/",(req, res) => {
res.send(`
<html>
<h1>hello world!</h1>
</html>
`);
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})
运行发现，它可以解析并返回html。
我们再改一下代码，看看它能不能返回json数据的接口：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
app.get("/",(req, res) => {
res.send({
name:'害恶细君',
age:20
});
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})
也就是说在send()方法中传入一个对象的话，返回给前端的就是一个json字符串。
而且，express最好的地方就是：它的回调里面的req (请求) 和 res (响应) 与 Node.js 提供的对象完全一致，因此，你可以调用 req.pipe()、req.on('data', callback) 以及任何 Node 提供的方法。
2. Express基本路由
路由是指如何定义应用的端点（URIs）以及如何响应客户端的请求。
路由是由一个 URI、HTTP 请求（GET、POST等）和若干个句柄组成，它的结构如下： app.METHOD(path, [callback...], callback) ， app 是 express 对象的一个实例， METHOD 是一个 HTTP 请求方法， path 是服务器上的路径， callback 是当路由匹配时要执行的函数。
路由路径和请求方法一起定义了请求的端点，它可以是字符串、字符串模式或者正则表达式。但查询字符串不是路由路径的一部分。
(1) 使用字符串的路由路径示例：
// 匹配根路径的请求
app.get('/', function (req, res) {
res.send('root');
});
// 匹配 /about 路径的请求
app.get('/about', function (req, res) {
res.send('about');
});
// 匹配 /test.text 路径的请求
app.get('/test.text', function (req, res) {
res.send('test.text');
});(2) 使用字符串模式的路由路径示例(下面第1个使用得最多)：
// 匹配 /ab/******
app.get('/ab/:id', function(req, res) {
res.send('aaaaaaa');
});
// 匹配 acd 和 abcd
app.get('/ab?cd', function(req, res) {
res.send('ab?cd');
});
// 匹配 abcd、abbcd、abbbcd等
app.get('/ab+cd', function(req, res) {
res.send('ab+cd');
});
// 匹配 abcd、abxcd、abRABDOMcd、ab123cd等
app.get('/ab*cd', function(req, res) {
res.send('ab*cd');
});
// 匹配 /abe 和 /abcde
app.get('/ab(cd)?e', function(req, res) {
res.send('ab(cd)?e');
});(3) 使用正则表达式的路由路径示例：
// 匹配任何路径中含有 a 的路径：
app.get(/a/, function(req, res) {
res.send('/a/');
});
// 匹配 butterfly、dragonfly，不匹配 butterflyman、dragonfly man等
app.get(/.*fly$/, function(req, res) {
res.send('/.*fly$/');
});可以为请求处理提供多个回调函数，其行为类似 中间件。唯一的区别是这些回调函数有可能调用 next(‘route’) 方法而略过其他路由回调函数。可以利用该机制为路由定义前提条件，如果在现有路径上继续执行没有意义，则可将控制权交给剩下的路径。
路由句柄有多种形式，可以是一个函数、一个函数数组，或者是两者混合，如下所示.
(1) 使用多个回调函数处理路由（记得指定 next 对象）：
const express = require('express')
app.get('/example/b', function (req, res, next) {
console.log('response will be sent by the next function ...');
next();
}, function (req, res) {
res.send('Hello from B!');
});
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})(2) 使用回调函数数组处理路由：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
let cb0 = function (req, res, next) {
console.log('CB0')
next()
}
let cb1 = function (req, res, next) {
console.log('CB1')
next()
}
let cb2 = function (req, res) {
res.send('Hello from C!')
}
app.get('/test', [cb0, cb1, cb2])
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})(3) 混合使用函数和函数数组处理路由：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
let cb0 = function (req, res, next) {
console.log('CB0')
next()
}
let cb1 = function (req, res, next) {
console.log('CB1')
next()
}
app.get('/test', [cb0, cb1], function (req, res, next) {
console.log('response will be sent by the next function ...')
next()
}, function (req, res) {
res.send('Hello from D!')
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})3. 中间件的用法
Express 是一个自身功能极简，完全是由路由和中间件构成一个的 web 开发框架：从本质上来说，一个 Express 应用就是在调用各种中间件。
中间件（Middleware） 是一个函数，它可以访问请求对象（request object (req)）, 响应对象（response object (res)）, 和 web 应用中处于请求-响应循环流程中的中间件。
中间件的功能包括：执行任何代码、修改请求和响应对象、终结请求-响应循环、调用堆栈中的下一个中间件。
如果当前中间件没有终结请求-响应循环，则必须调用 next() 方法将控制权交给下一个中间件，否则请求就会挂起。
Express 应用可使用如下几种中间件： （1） 应用级中间件 （2） 路由级中间件 （3） 错误处理中间件 （4） 内置中间件 （5） 第三方中间件
(1) 应用级中间件 应用级中间件绑定到 app 对象 使用 app.use() 和 app.METHOD()， 其中， METHOD 是需要处理的 HTTP 请求的方法，例如 GET, PUT, POST 等等，全部小写。例如：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
// 没有挂载路径的中间件，应用的每个请求都会执行该中间件
app.use(function (req, res, next) {
console.log('Time:', Date.now())
next()
})
// 挂载至 /user/:id 的中间件，任何指向 /user/:id 的请求都会执行它
app.use('/user/:id', function (req, res, next) {
console.log('Request Type:', req.method)
next()
})
// 路由和句柄函数(中间件系统)，处理指向 /user/:id 的 GET 请求
app.get('/user/:id', function (req, res, next) {
res.send('USER')
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})下面这个例子展示了在一个挂载点装载一组中间件。
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
// 一个中间件栈，对任何指向 /user/:id 的 HTTP 请求打印出相关信息
app.use('/user/:id', function(req, res, next) {
console.log('Request URL:', req.originalUrl)
next()
}, function (req, res, next) {
console.log('Request Type:', req.method)
next()
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})作为中间件系统的路由句柄，使得为路径定义多个路由成为可能。在下面的例子中，为指向 /user/:id 的 GET 请求定义了两个路由。第二个路由虽然不会带来任何问题，但却永远不会被调用，因为第一个路由已经终止了请求-响应循环。
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
// 一个中间件栈，处理指向 /user/:id 的 GET 请求
app.get('/user/:id', function (req, res, next) {
console.log('ID:', req.params.id)
next()
}, function (req, res, next) {
res.send('User Info')
})
// 处理 /user/:id， 打印出用户 id (因为第一个路由已经终止了请求-响应循环，故它不会被调用)
app.get('/user/:id', function (req, res, next) {
res.end(req.params.id)
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})如果需要在中间件栈中跳过剩余中间件，调用 next(‘route’) 方法将控制权交给下一个路由。
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
// 一个中间件栈，处理指向 /user/:id 的 GET 请求
app.get('/user/:id', function (req, res, next) {
// 如果 user id 为 0, 跳到下一个路由
if (req.params.id == 0) next('route')
// 否则将控制权交给栈中下一个中间件
else next() //
}, function (req, res, next) {
res.send('aaa')
});
// 处理 /user/:id，
app.get('/user/:id', function (req, res, next) {
res.send('bbb')
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})(2) 路由级中间件
路由级中间件和应用级中间件一样，只是它绑定的对象为 express.Router()，然后app.use('/', router)将路由挂载至应用
const router = express.Router()没有挂载路径的中间件，通过该路由的每个请求都会执行该中间件：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
const router = express.Router();
// 没有挂载路径的中间件，通过该路由的每个请求都会执行该中间件
router.use(function (req, res, next) {
console.log('Time:', Date.now())
next()
})
// 将路由挂载至应用
app.use('/', router)
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})一个中间件栈，显示任何指向 /user/:id 的 HTTP 请求的信息：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
const router = express.Router();
// 一个中间件栈，显示任何指向 /user/:id 的 HTTP 请求的信息
router.use('/user/:id', function(req, res, next) {
console.log('Request URL:', req.originalUrl)
next()
}, function (req, res, next) {
console.log('Request Type:', req.method)
next()
})
// 将路由挂载至应用
app.use('/', router)
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})路由级中间件也一样，如果需要在中间件栈中跳过剩余中间件，调用 next(‘route’) 方法将控制权交给下一个路由。
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
const router = express.Router();
// 一个中间件栈，处理指向 /user/:id 的 GET 请求
router.get('/user/:id', function (req, res, next) {
// 如果 user id 为 0, 跳到下一个路由
if (req.params.id == 0) next('route')
// 负责将控制权交给栈中下一个中间件
else next() //
}, function (req, res, next) {
// 渲染常规页面
res.send('aaa')
})
// 处理 /user/:id， 渲染一个特殊页面
router.get('/user/:id', function (req, res, next) {
console.log(req.params.id)
res.send('bbb')
})
// 将路由挂载至应用
app.use('/', router)
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})(3) 错误处理中间件
错误处理中间件有 4 个参数，定义错误处理中间件时必须使用这 4 个参数。即使不需要 next 对象，也必须在签名中声明它，否则中间件会被识别为一个常规中间件，不能处理错误。一般放在所有写的中间件的后面，当其他中间件有错误时会执行。
app.use(function(err, req, res, next) {
console.error(err.stack)
res.status(500).send('Something broke!')
})(4) 内置中间件
比如 express.static 这个 Express内置的中间件。它基于 serve-static，负责在 Express 应用中提托管静态资源。每个应用可有多个静态目录。参数 root 指提供静态资源的根目录，可选的 options 参数拥有如下属性：
属性 | 描述 | 类型 | 缺省值 |
|---|---|---|---|
dotfiles | 是否对外输出文件名以点（.）开头的文件。可选值为 “allow”、“deny” 和 “ignore” | String | “ignore” |
etag | 是否启用 etag 生成 | Boolean | true |
extensions | 设置文件扩展名备份选项 | Array | [] |
index | 发送目录索引文件，设置为 false 禁用目录索引。 | Mixed | “index.html” |
lastModified | 设置 Last-Modified 头为文件在操作系统上的最后修改日期。可能值为 true 或 false。 | Boolean | true |
maxAge | 以毫秒或者其字符串格式设置 Cache-Control 头的 max-age 属性。 | Number | 0 |
redirect | 当路径为目录时，重定向至 “/”。 | Boolean | true |
setHeaders | 设置 HTTP 头以提供文件的函数。 | Function |
下面的例子使用了 express.static 中间件：
let options = {
dotfiles: 'ignore',
etag: false,
extensions: ['htm', 'html'],
index: false,
maxAge: '1d',
redirect: false,
setHeaders: function (res, path, stat) {
res.set('x-timestamp', Date.now())
}
}
app.use("/public".express.static('public', options))每个应用可有多个静态目录，如:
app.use("/public",express.static('public'))
app.use("/uploads",express.static('uploads'))
app.use("/files",express.static('files'))(5) 第三方中间件 通过使用第三方中间件从而为 Express 应用增加更多功能。
安装所需功能的 node 模块，并在应用中加载，可以在应用级加载，也可以在路由级加载。
下面的例子安装并加载了一个解析 cookie 的中间件： cookie-parser
npm install cookie-parserconst express = require('express')
const app = express()
const cookieParser = require('cookie-parser')
// 加载用于解析 cookie 的中间件
app.use(cookieParser())4. 获取请求的参数
如果前端的请求传来了get请求参数，那怎么拿到呢？
我们可以通过res.query来拿到请求传来的参数：
app.get("/",(req, res) => {
console.log(req.query);
res.send("aaa")
})当我前端传来参数时，如http://localhost:3000?username=haiexijun&password=123456 ，就能获取到。
如果是post请求的话，只要改成app.post()就好了，但要在里面配置一下相关中间件。当然，不仅仅是app.post()这种应用级中间件哈，router.get() 、router.post()等中间件也能这样获取。
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
const router = express.Router();
//配置解析post参数，不用下载第三方中间件，有一个内置的可以使用
app.use(express.urlencoded({extended:false}));
router.post("/",(req, res) => {
console.log(req.body);
res.send({message:"ok"})
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})5. 利用 Express 托管静态文件
通过 Express 内置的 express.static 可以方便地托管静态文件，例如图片、CSS、JavaScript 文件等。
将静态资源文件所在的目录作为参数传递给 express.static 中间件就可以提供静态资源文件的访问了。例如，假设在 static 目录放置了图片、CSS 和 JavaScript 文件，你就可以：
app.use("/static",express.static('static'))
app.use("/image",express.static('image'))现在，/image 和 /static 目录下面的文件就可以访问了。
访问localhost:3000/image/dog.gif：
6. 在 Express 中使用模板引擎
服务端渲染：
我们先安装ejs模板引擎：
npm install ejs需要在应用中进行如下设置才能让 Express 渲染模板文件：
1.创建views文件夹 , 用于放模板文件的目录，比如： app.set(‘views’, ‘./views’) 2.配置view engine, 模板引擎，比如： app.set(‘view engine’, ‘ejs’) 3.views文件夹下面创建test.ejs模板文件，用res.render( )来渲染模板。
下面简单演示一下： 编写test.ejs模板：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>test</title>
</head>
<body>
<h1>姓名：<%=name%></h1>
<h1>年龄：<%=age%></h1>
</body>
</html>然后编写index.js：
const express = require('express')
// 创建express实例
const app=express();
app.set('views','./views')
app.set('view engine','ejs')
app.get("/test",(req, res) => {
//渲染模板返回给前端,第一个参数传模板的名字，第二个参数传渲染的动态数据(这里模拟一下)
res.render("test",{name:"害恶细君",age:20})
})
app.listen(3000,()=>{
console.log("server start")
})
模板引擎的使用就体验到这里了，如果想体验更多模板的语法，请参考ejs的官方文档。
7. Express 应用程序生成器
通过应用生成器工具 express-generator 可以快速创建一个应用的骨架。
安装生成器：
npm install -g express-generator安装好后，就可以使用express命令来生成项目底座了。
express生成器默认使用jade模板引擎，jade对新手很不友好。如果我要创建一个基于ejs模板引擎的底座，可以在运行express命令时指定一些参数来创建。比如：
express myapp --view=ejs然后会得到如下的项目结构：
├── app.js
├── bin
│ └── www
├── package.json
├── public
│ ├── images
│ ├── javascripts
│ └── stylesheets
│ └── style.css
├── routes
│ ├── index.js
│ └── users.js
└── views
├── error.ejs
└── index.ejs然后我们在改项目的根目录下运行 npm i 安装一下依赖。
npm i然后我们运行命令启动项目：
npm start然后在浏览器中打开 http://localhost:3000/ 网址就可以访问这个应用了。关于生成的底座内部的代码细节，我认为没有必要过多要介绍解释，以后结合一个具体的小项目来具体讲。
虽然本文并没有完全总结express里的所有api，但本文的内容却很基础和重要。至于express的更多用法，里面大多数api其实查看文档都能看明白的。