Express详细使用|原理篇

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核心判断：状态管理的核心是把状态变化约束成可追踪的数据流，中间件在派发边界扩展异步、日志和副作用
原理主线：围绕「运行原理」、「use方法」、「Express的方法」建立输入、状态变化与输出之间的因果关系
文章范围：介绍了Express框架的运行原理、基于Node.js http模块的封装方式、中间件机制及其在Web开发中的应用，帮助读者快速理解和使用Express进行高效网站开发。
边界与代价：集中式状态不是越多越好；可变性、订阅粒度和异步取消决定性能与可维护性
工程落地：选型要从状态归属、更新频率、调试需求和团队约束出发，而不是只比较 API 数量

Express 是对 Node.js http 模块的再封装，核心做法是用路由和中间件串起一次 HTTP 请求的处理过程。 中间件接收 req、res 和 next，可以加工请求、直接响应，或者调用 next() 把执行权交给下一环；向 next 传入错误后，会跳到错误处理流程。app.use 适合注册通用或路径级逻辑，app.get、app.post 等方法则按请求方法和路径匹配。工程中还可通过 res.sendFile、res.render 和 express.static 分别处理文件、模板与静态资源，未匹配请求通常由末尾中间件返回 404。

这篇文章不要按 API 清单来背。先用上面的 Mind Map 建立全局结构，再通过交互 DEMO 观察正常路径和边界路径如何改变状态；阅读正文时重点核对每一步的输入、负责执行的参与者、产生的中间状态以及最终可观察结果。遇到版本敏感结论，要把“历史实现”“当前行为”和“工程兼容策略”分开说明；遇到性能或架构取舍，则用实际指标、失败现象和验证手段支撑判断。

版本校准： Node.js 的事件循环阶段名称相对稳定，但定时器、微任务和底层 libuv 行为会随主版本变化。回答时必须先报运行版本，再用最小脚本验证顺序；不要把浏览器事件循环或某个旧版本输出当作所有 Node.js 版本的固定结论。

Express是目前最流行的基于Node.js的Web开发框架，可以快速地搭建一个完整功能的网站

# 运行原理

# 底层：http模块

Express框架建立在node.js内置的http模块上。http模块生成服务器的原始代码如下

var http = require("http");

var app = http.createServer(function(request, response) {
  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
  response.end("Hello world!");
});

app.listen(3000, "localhost");

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

Express框架的核心是对http模块的再包装。上面的代码用Express改写如下

var express = require('express');
var app = express();

app.get('/', function (req, res) {
  res.send('Hello world!');
});

app.listen(3000);

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

Express框架等于在http模块之上，加了一个中间层

# 什么是中间件

简单说，中间件（middleware）就是处理HTTP请求的函数。它最大的特点就是，一个中间件处理完，再传递给下一个中间件。App实例在运行过程中，会调用一系列的中间件

每个中间件可以从App实例，接收三个参数，依次为request对象（代表HTTP请求）、response对象（代表HTTP回应），next回调函数（代表下一个中间件）。每个中间件都可以对HTTP请求（request对象）进行加工，并且决定是否调用next方法，将request对象再传给下一个中间件。

一个不进行任何操作、只传递request对象的中间件，就是下面这样

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

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

上面代码的next就是下一个中间件。如果它带有参数，则代表抛出一个错误，参数为错误文本
抛出错误以后，后面的中间件将不再执行，直到发现一个错误处理函数为止

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

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

# use方法

use是express注册中间件的方法，它返回一个函数。下面是一个连续调用两个中间件的例子

var express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use(function(request, response, next) {
  console.log("In comes a " + request.method + " to " + request.url);
  next();
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Hello world!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337);

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

上面代码使用app.use方法，注册了两个中间件。收到HTTP请求后，先调用第一个中间件，在控制台输出一行信息，然后通过next方法，将执行权传给第二个中间件，输出HTTP回应。由于第二个中间件没有调用next方法，所以request对象就不再向后传递了

use方法内部可以对访问路径进行判断，据此就能实现简单的路由，根据不同的请求网址，返回不同的网页内容

var express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use(function(request, response, next) {
  if (request.url == "/") {
    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
    response.end("Welcome to the homepage!\n");
  } else {
    next();
  }
});

app.use(function(request, response, next) {
  if (request.url == "/about") {
    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  } else {
    next();
  }
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("404 error!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337);

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上面代码通过request.url属性，判断请求的网址，从而返回不同的内容。注意，app.use方法一共登记了三个中间件，只要请求路径匹配，就不会将执行权交给下一个中间件。因此，最后一个中间件会返回404错误，即前面的中间件都没匹配请求路径，找不到所要请求的资源

除了在回调函数内部判断请求的网址，use方法也允许将请求网址写在第一个参数。这代表，只有请求路径匹配这个参数，后面的中间件才会生效。无疑，这样写更加清晰和方便

// 只对根目录的请求，调用某个中间件
app.use('/path', someMiddleware);

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

因此，上面的代码可以写成下面的样子

ar express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use("/home", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Welcome to the homepage!\n");
});

app.use("/about", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Welcome to the about page!\n");
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("404 error!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337)

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# Express的方法

# all方法和HTTP动词方法

针对不同的请求，Express提供了use方法的一些别名。比如，上面代码也可以用别名的形式来写

var express = require("express");
var http = require("http");
var app = express();

app.all("*", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  next();
});

app.get("/", function(request, response) {
  response.end("Welcome to the homepage!");
});

app.get("/about", function(request, response) {
  response.end("Welcome to the about page!");
});

app.get("*", function(request, response) {
  response.end("404!");
});

http.createServer(app).listen(1337);

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上面代码的all方法表示，所有请求都必须通过该中间件，参数中的“*”表示对所有路径有效。get方法则是只有GET动词的HTTP请求通过该中间件，它的第一个参数是请求的路径。由于get方法的回调函数没有调用next方法，所以只要有一个中间件被调用了，后面的中间件就不会再被调用了

除了get方法以外，Express还提供post、put、delete方法，即HTTP动词都是Express的方法

除了get方法以外，Express还提供post、put、delete方法，即HTTP动词都是Express的方法
这些方法的第一个参数，都是请求的路径。除了绝对匹配以外，Express允许模式匹配

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核心判断：状态管理的核心是把状态变化约束成可追踪的数据流，中间件在派发边界扩展异步、日志和副作用
原理主线：围绕「运行原理」、「use方法」、「Express的方法」建立输入、状态变化与输出之间的因果关系
文章范围：介绍了Express框架的运行原理、基于Node.js http模块的封装方式、中间件机制及其在Web开发中的应用，帮助读者快速理解和使用Express进行高效网站开发。
边界与代价：集中式状态不是越多越好；可变性、订阅粒度和异步取消决定性能与可维护性
工程落地：选型要从状态归属、更新频率、调试需求和团队约束出发，而不是只比较 API 数量

Express是目前最流行的基于Node.js的Web开发框架，可以快速地搭建一个完整功能的网站

# 运行原理

# 底层：http模块

Express框架建立在node.js内置的http模块上。http模块生成服务器的原始代码如下

var http = require("http");

var app = http.createServer(function(request, response) {
  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
  response.end("Hello world!");
});

app.listen(3000, "localhost");

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Express框架的核心是对http模块的再包装。上面的代码用Express改写如下

var express = require('express');
var app = express();

app.get('/', function (req, res) {
  res.send('Hello world!');
});

app.listen(3000);

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Express框架等于在http模块之上，加了一个中间层

# 什么是中间件

简单说，中间件（middleware）就是处理HTTP请求的函数。它最大的特点就是，一个中间件处理完，再传递给下一个中间件。App实例在运行过程中，会调用一系列的中间件

每个中间件可以从App实例，接收三个参数，依次为request对象（代表HTTP请求）、response对象（代表HTTP回应），next回调函数（代表下一个中间件）。每个中间件都可以对HTTP请求（request对象）进行加工，并且决定是否调用next方法，将request对象再传给下一个中间件。

一个不进行任何操作、只传递request对象的中间件，就是下面这样

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

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上面代码的next就是下一个中间件。如果它带有参数，则代表抛出一个错误，参数为错误文本
抛出错误以后，后面的中间件将不再执行，直到发现一个错误处理函数为止

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

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# use方法

use是express注册中间件的方法，它返回一个函数。下面是一个连续调用两个中间件的例子

var express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use(function(request, response, next) {
  console.log("In comes a " + request.method + " to " + request.url);
  next();
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Hello world!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337);

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上面代码使用app.use方法，注册了两个中间件。收到HTTP请求后，先调用第一个中间件，在控制台输出一行信息，然后通过next方法，将执行权传给第二个中间件，输出HTTP回应。由于第二个中间件没有调用next方法，所以request对象就不再向后传递了

use方法内部可以对访问路径进行判断，据此就能实现简单的路由，根据不同的请求网址，返回不同的网页内容

var express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use(function(request, response, next) {
  if (request.url == "/") {
    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
    response.end("Welcome to the homepage!\n");
  } else {
    next();
  }
});

app.use(function(request, response, next) {
  if (request.url == "/about") {
    response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  } else {
    next();
  }
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("404 error!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337);

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上面代码通过request.url属性，判断请求的网址，从而返回不同的内容。注意，app.use方法一共登记了三个中间件，只要请求路径匹配，就不会将执行权交给下一个中间件。因此，最后一个中间件会返回404错误，即前面的中间件都没匹配请求路径，找不到所要请求的资源

除了在回调函数内部判断请求的网址，use方法也允许将请求网址写在第一个参数。这代表，只有请求路径匹配这个参数，后面的中间件才会生效。无疑，这样写更加清晰和方便

// 只对根目录的请求，调用某个中间件
app.use('/path', someMiddleware);

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因此，上面的代码可以写成下面的样子

ar express = require("express");
var http = require("http");

var app = express();

app.use("/home", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Welcome to the homepage!\n");
});

app.use("/about", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("Welcome to the about page!\n");
});

app.use(function(request, response) {
  response.writeHead(404, { "Content-Type": "text/plain" });
  response.end("404 error!\n");
});

http.createServer(app).listen(1337)

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# Express的方法

# all方法和HTTP动词方法

针对不同的请求，Express提供了use方法的一些别名。比如，上面代码也可以用别名的形式来写

var express = require("express");
var http = require("http");
var app = express();

app.all("*", function(request, response, next) {
  response.writeHead(200, { "Content-Type": "text/plain" });
  next();
});

app.get("/", function(request, response) {
  response.end("Welcome to the homepage!");
});

app.get("/about", function(request, response) {
  response.end("Welcome to the about page!");
});

app.get("*", function(request, response) {
  response.end("404!");
});

http.createServer(app).listen(1337);

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上面代码的all方法表示，所有请求都必须通过该中间件，参数中的“*”表示对所有路径有效。get方法则是只有GET动词的HTTP请求通过该中间件，它的第一个参数是请求的路径。由于get方法的回调函数没有调用next方法，所以只要有一个中间件被调用了，后面的中间件就不会再被调用了

除了get方法以外，Express还提供post、put、delete方法，即HTTP动词都是Express的方法

除了get方法以外，Express还提供post、put、delete方法，即HTTP动词都是Express的方法
这些方法的第一个参数，都是请求的路径。除了绝对匹配以外，Express允许模式匹配