NodeJs Express中间件超详细讲解
作者：薇z
什么是中间件
中间件（Middleware ），特指业务流程的中间处理环节
现实生活中的例子
在处理污水的时候，一般都要经过三个处理环节，从而保证处理过后的废水，达到排放标准
处理污水的这三个中间处理环节，就可以叫做中间件。
Express 中间件的调用流程
当一个请求到达 Express 的服务器之后，可以连续调用多个中间件，从而对这次请求进行预处理。
Express 中间件的格式
Express 的中间件，本质上就是一个 function 处理函数，Express 中间件的格式如下：
注意：中间件函数的形参列表中，必须包含 next 参数。而路由处理函数中只包含 req 和 res。
next 函数的作用
next 函数是实现多个中间件连续调用的关键，它表示把流转关系转交给下一个中间件或路由。
定义中间件函数
可以通过如下的方式，定义一个最简单的中间件函数：
全局生效的中间件
客户端发起的任何请求，到达服务器之后，都会触发的中间件，叫做全局生效的中间件。
通过调用 app.use(中间件函数)，即可定义一个全局生效的中间件，示例代码如下：
定义全局中间件的简化形式
const express = require('express')
const app = express()
// // 定义一个最简单的中间件函数
// const mw = function (req, res, next) {
// console.log('这是最简单的中间件函数')
// // 把流转关系，转交给下一个中间件或路由
// next()
// }
// // 将 mw 注册为全局生效的中间件
// app.use(mw)
// 这是定义全局中间件的简化形式
app.use((req, res, next) => {
console.log('这是最简单的中间件函数')
next()
})
app.get('/', (req, res) => {
console.log('调用了 / 这个路由')
res.send('Home page.')
})
app.get('/user', (req, res) => {
console.log('调用了 /user 这个路由')
res.send('User page.')
})
app.listen(80, () => {
console.log('http://127.0.0.1')
})
当在apifox请求这两个请求时，都会先调用这个中间件再返回请求的内容。
中间件的作用
多个中间件之间，共享同一份 req 和 res。基于这样的特性，我们可以在上游的中间件中，统一为 req 或 res 对象添加自定义的属性或方法，供下游的中间件或路由进行使用。
const express = require('express')
const app = express()
// 这是定义全局中间件的简化形式
app.use((req, res, next) => {
// 获取到请求到达服务器的时间
const time = Date.now()
// 为 req 对象，挂载自定义属性，从而把时间共享给后面的所有路由
req.startTime = time
next()
})
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Home page.' + req.startTime)
})
app.get('/user', (req, res) => {
res.send('User page.' + req.startTime)
})
app.listen(80, () => {
console.log('http://127.0.0.1')
})定义多个全局中间件
可以使用 app.use() 连续定义多个全局中间件。客户端请求到达服务器之后，会按照中间件定义的先后顺序依次进行调用，示例代码如下：
const express = require('express')
const app = express()
// 定义第一个全局中间件
app.use((req, res, next) => {
console.log('调用了第1个全局中间件')
next()
})
// 定义第二个全局中间件
app.use((req, res, next) => {
console.log('调用了第2个全局中间件')
next()
})
// 定义一个路由
app.get('/user', (req, res) => {
res.send('User page.')
})
app.listen(80, () => {
console.log('http://127.0.0.1')
})
局部生效的中间件
不使用 app.use() 定义的中间件，叫做局部生效的中间件，示例代码如下：
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 1. 定义中间件函数
const mw1 = (req, res, next) => {
console.log('调用了局部生效的中间件')
next()
}
// 2. 创建路由,mw1只在当前路由生效
app.get('/', mw1, (req, res) => {
res.send('Home page.')
})
app.get('/user', (req, res) => {
res.send('User page.')
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
})定义多个局部中间件
可以在路由中，通过如下两种等价的方式，使用多个局部中间件：
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 1. 定义中间件函数
const mw1 = (req, res, next) => {
console.log('调用了第一个局部生效的中间件')
next()
}
const mw2 = (req, res, next) => {
console.log('调用了第二个局部生效的中间件')
next()
}
// 2. 创建路由
app.get('/', [mw1, mw2], (req, res) => {
res.send('Home page.')
})
app.get('/user', (req, res) => {
res.send('User page.')
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
})了解中间件的5个使用注意事项
① 一定要在路由之前注册中间件
② 客户端发送过来的请求，可以连续调用多个中间件进行处理
③ 执行完中间件的业务代码之后，不要忘记调用 next() 函数
④ 为了防止代码逻辑混乱，调用 next() 函数后不要再写额外的代码
⑤ 连续调用多个中间件时，多个中间件之间，共享 req 和 res 对象
中间件的分类
为了方便大家理解和记忆中间件的使用，Express 官方把常见的中间件用法，分成了 5 大类，分别是：
① 应用级别的中间件
② 路由级别的中间件
③ 错误级别的中间件
④ Express 内置的中间件
⑤ 第三方的中间件
应用级别的中间件
通过 app.use() 或 app.get() 或 app.post() ，绑定到 app 实例上的中间件，叫做应用级别的中间件，代码示例如下：
路由级别的中间件
绑定到 express.Router() 实例上的中间件，叫做路由级别的中间件。它的用法和应用级别中间件没有任何区别。只不过，应用级别中间件是绑定到 app 实例上，路由级别中间件绑定到 router 实例上，代码示例如下：
错误级别的中间件
错误级别中间件的作用：专门用来捕获整个项目中发生的异常错误，从而防止项目异常崩溃的问题。
格式：错误级别中间件的 function 处理函数中，必须有 4 个形参，形参顺序从前到后，分别是 (err, req, res, next)。
注意：错误级别的中间件，必须注册在所有路由之后！
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 1. 定义路由
app.get('/', (req, res) => {
// 1.1 人为的制造错误
throw new Error('服务器内部发生了错误！')
res.send('Home page.')
})
// 2. 定义错误级别的中间件，捕获整个项目的异常错误，从而防止程序的崩溃
app.use((err, req, res, next) => {
console.log('发生了错误！' + err.message)
res.send('Error：' + err.message)
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
})Express内置的中间件
自 Express 4.16.0 版本开始，Express 内置了 3 个常用的中间件，极大的提高了 Express 项目的开发效率和体验：
① express.static 快速托管静态资源的内置中间件，例如： HTML 文件、图片、CSS 样式等（无兼容性）
② express.json 解析 JSON 格式的请求体数据（有兼容性，仅在 4.16.0+ 版本中可用）
③ express.urlencoded 解析 URL-encoded 格式的请求体数据（有兼容性，仅在 4.16.0+ 版本中可用）
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 注意：除了错误级别的中间件，其他的中间件，必须在路由之前进行配置
// 通过 express.json() 这个中间件，解析表单中的 JSON 格式的数据
app.use(express.json())
// 通过 express.urlencoded() 这个中间件，来解析 表单中的 url-encoded 格式的数据
app.use(express.urlencoded({ extended: false }))
app.post('/user', (req, res) => {
// 在服务器，可以使用 req.body 这个属性，来接收客户端发送过来的请求体数据
// 默认情况下，如果不配置解析表单数据的中间件，则 req.body 默认等于 undefined
console.log(req.body)
res.send('ok')
})
app.post('/book', (req, res) => {
// 在服务器端，可以通过 req,body 来获取 JSON 格式的表单数据和 url-encoded 格式的数据
console.log(req.body)
res.send('ok')
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
})第三方的中间件
非 Express 官方内置的，而是由第三方开发出来的中间件，叫做第三方中间件。在项目中，大家可以按需下载并配置
第三方中间件，从而提高项目的开发效率。
例如：在 express@4.16.0 之前的版本中，经常使用 body-parser 这个第三方中间件，来解析请求体数据。使用步
骤如下：
① 运行 npm install body-parser 安装中间件
② 使用 require 导入中间件
③ 调用 app.use() 注册并使用中间件
注意：Express 内置的 express.urlencoded 中间件，就是基于 body-parser 这个第三方中间件进一步封装出来的。
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 1. 导入解析表单数据的中间件 body-parser
const parser = require('body-parser')
// 2. 使用 app.use() 注册中间件
app.use(parser.urlencoded({ extended: false }))
// app.use(express.urlencoded({ extended: false }))
app.post('/user', (req, res) => {
// 如果没有配置任何解析表单数据的中间件，则 req.body 默认等于 undefined
console.log(req.body)
res.send('ok')
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
})自定义中间件
1. 需求描述与实现步骤
自己手动模拟一个类似于 express.urlencoded 这样的中间件，来解析 POST 提交到服务器的表单数据。
实现步骤：
① 定义中间件
② 监听 req 的 data 事件
③ 监听 req 的 end 事件
④ 使用 querystring 模块解析请求体数据
⑤ 将解析出来的数据对象挂载为 req.body
⑥ 将自定义中间件封装为模块
2. 定义中间件
使用 app.use() 来定义全局生效的中间件，代码如下：
3 .监听req的data事件
在中间件中，需要监听 req 对象的 data 事件，来获取客户端发送到服务器的数据。
如果数据量比较大，无法一次性发送完毕，则客户端会把数据切割后，分批发送到服务器。所以 data 事件可能会触发多次，每一次触发 data 事件时，获取到数据只是完整数据的一部分，需要手动对接收到的数据进行拼接。
4. 监听req的end事件
当请求体数据接收完毕之后，会自动触发 req 的 end 事件。
因此，我们可以在 req 的 end 事件中，拿到并处理完整的请求体数据。示例代码如下：
5. 使用Qs模块解析请求体数据
Node.js 内置了一个Qs 模块，专门用来处理查询字符串。通过这个模块提供的 parse() 函数，可以轻松把查询字符串，解析成对象的格式。示例代码如下：
6. 将解析出来的数据对象挂载为req.body
上游的中间件和下游的中间件及路由之间，共享同一份 req 和 res。因此，我们可以将解析出来的数据，挂载为 req 的自定义属性，命名为 req.body，供下游使用。示例代码如下：
7. 将自定义中间件封装为模块
为了优化代码的结构，我们可以把自定义的中间件函数，封装为独立的模块，示例代码如下：
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 导入 Node.js 内置的 Qs 模块
const qs = require('Qs')
// 这是解析表单数据的中间件
app.use((req, res, next) => {
// 定义中间件具体的业务逻辑
// 1. 定义一个 str 字符串，专门用来存储客户端发送过来的请求体数据
let str = ''
// 2. 监听 req 的 data 事件
req.on('data', (chunk) => {
str += chunk
})
// 3. 监听 req 的 end 事件
req.on('end', () => {
// 在 str 中存放的是完整的请求体数据
// console.log(str)
// TODO: 把字符串格式的请求体数据，解析成对象格式
const body = qs.parse(str)
req.body = body
next()
})
})
app.post('/user', (req, res) => {
res.send(req.body)
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
})封装自定义中间件
// 导入 Node.js 内置的 Qs 模块
const qs = require('Qs')
const bodyParser = (req, res, next) => {
// 定义中间件具体的业务逻辑
// 1. 定义一个 str 字符串，专门用来存储客户端发送过来的请求体数据
let str = ''
// 2. 监听 req 的 data 事件
req.on('data', (chunk) => {
str += chunk
})
// 3. 监听 req 的 end 事件
req.on('end', () => {
// 在 str 中存放的是完整的请求体数据
// console.log(str)
// TODO: 把字符串格式的请求体数据，解析成对象格式
const body = qs.parse(str)
req.body = body
next()
})
}
module.exports = bodyParser// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()
// 1. 导入自己封装的中间件模块
const customBodyParser = require('./14.custom-body-parser')
// 2. 将自定义的中间件函数，注册为全局可用的中间件
app.use(customBodyParser)
app.post('/user', (req, res) => {
res.send(req.body)
})
// 调用 app.listen 方法，指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function () {
console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
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