ВГТУ
2024-12-03
Node.js был создан Райаном Далом в 2009 году и быстро завоевал популярность среди разработчиков из-за своих преимуществ перед традиционными платформами для разработки веб-приложений, такими как Apache или Ruby on Rails.
Одним из ключевых преимуществ Node.js является его способность обрабатывать множество одновременных подключений с минимальными затратами памяти и процессорного времени. Это достигается за счет неблокирующего ввода/вывода и событийной модели, которая позволяет серверу обрабатывать множество запросов одновременно, не блокируя при этом другие операции.
В отличие от традиционных платформ, где каждое подключение обрабатывается отдельным потоком, Node.js использует один основной поток и набор обратных вызовов для обработки событий. Это позволяет Node.js обрабатывать тысячи одновременных подключений без существенного увеличения нагрузки на систему.
Еще одним преимуществом Node.js является использование JavaScript на стороне сервера. Это позволяет разработчикам использовать один и тот же язык программирования для написания кода как на клиенте, так и на сервере, что упрощает обмен данными между ними и повышает производительность приложения.
Node.js также имеет большое сообщество разработчиков и широкий выбор фреймворков и библиотек для решения различных задач. Например, Express.js - это популярный фреймворк для разработки веб-приложений на Node.js, который упрощает создание маршрутов, обработку запросов и ответов, а также подключение к базам данных.
Кроме того, Node.js имеет встроенную поддержку протоколов HTTP, HTTPS, TCP и UDP, что делает его идеальным выбором для разработки сетевых приложений реального времени, таких как чаты, игры и системы мониторинга.
В целом, Node.js предоставляет разработчикам мощный набор инструментов для создания высокопроизводительных и масштабируемых веб-приложений с использованием JavaScript на стороне сервера.
Express.js - это минималистичный и гибкий фреймворк для разработки веб-приложений на Node.js. Он предоставляет набор инструментов и функций для упрощения создания веб-приложений и API, включая обработку маршрутов, middleware, управление сеансами и прочее.
Роль Express.js в разработке веб-приложений заключается в том, что он позволяет разработчикам сосредоточиться на бизнес-логике приложения, а не на низкоуровневых деталях протокола HTTP и управления сервером. Фреймворк обеспечивает простой и удобный способ определения маршрутов и обработки запросов и ответов, что ускоряет разработку и упрощает сопровождение кода.
Express.js также предоставляет возможность использовать middleware для выполнения дополнительной обработки запросов, такой как проверка аутентификации, валидация данных и прочее. Middleware могут быть использованы для обработки ошибок, журналирования и других задач, связанных с обработкой запросов.
Кроме того, Express.js хорошо интегрируется с другими библиотеками и фреймворками Node.js, такими как MongoDB, React и Angular, что делает его идеальным выбором для полностек-разработки веб-приложений.
Использование Express.js в разработке веб-приложений имеет множество преимуществ:
В целом, использование Express.js позволяет разработчикам создавать высокопроизводительные и масштабируемые веб-приложения с минимальными усилиями и затратами времени.
Установка Node.js и npm (Node Package Manager) осуществляется следующим образом:
Эти команды должны отобразить версии Node.js и npm, установленные на вашем компьютере.
Также вы можете установить npm отдельно, если он не был установлен вместе с Node.js. Для этого вы можете воспользоваться командой:
Эта команда установит последнюю версию npm глобально на ваш компьютер.
Чтобы создать новое веб-приложение с использованием Express.js, необходимо выполнить следующие шаги:
Эта команда запустит интерактивный интерфейс, который поможет вам создать файл package.json для вашего проекта. Вы можете оставить все значения по умолчанию, либо изменить их в соответствии с вашими потребностями.
Эта команда установит последнюю версию Express.js и сохранит ее в файле package.json вашего проекта.
Создайте новый файл с именем app.js (или любым другим именем, которое вам нравится) в корневой папке вашего проекта. Этот файл будет содержать код вашего приложения.
Откройте файл app.js и добавьте следующий код, чтобы создать простое приложение Express.js:
const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello World!');
});
app.listen(port, () => {
console.log(`Server listening at http://localhost:${port}`);
});
Этот код создает новый экземпляр приложения Express.js, определяет маршрут для главной страницы и запускает сервер на порту 3000.
Эта команда запустит сервер, и вы сможете просмотреть ваше приложение, перейдя по адресу http://localhost:3000 в браузере.
После создания нового проекта Express.js необходимо настроить основные параметры приложения. Вот некоторые из наиболее важных параметров, которые могут быть настроены:
Добавьте следующий код в файл app.js:
Эти настройки позволят настроить основные параметры приложения Express.js в соответствии с вашими потребностями.
Маршрутизация в Express.js позволяет настроить маршруты для обработки запросов клиентов. Маршрут - это сопоставление между путем URL и одним или несколькими обработчиками запросов. Когда клиент отправляет запрос на сервер, Express.js использует маршруты для определения соответствующего обработчика запроса.
Определение маршрутов в Express.js осуществляется с помощью методов HTTP, таких как app.get(), app.post(), app.put() и других. Например, для определения маршрута для главной страницы сайта можно использовать следующий код:
В этом примере определен маршрут для пути “/” с помощью метода GET. Когда клиент отправляет GET-запрос на этот путь, Express.js вызывает указанный обработчик запроса, который отправляет ответ “Hello World!” клиенту.
Обработчик запроса - это функция, которая вызывается для обработки запроса и формирования ответа. Обработчик запроса принимает два аргумента: объект запроса (req) и объект ответа (res). Объект запроса содержит информацию о запросе клиента, такую как заголовки, параметры и тело запроса. Объект ответа содержит методы для формирования ответа, такие как res.send() для отправки текста и res.json() для отправки JSON-объекта.
Маршруты могут также включать параметры, которые позволяют определить переменные в пути URL. Например, для определения маршрута для просмотра информации о пользователе можно использовать следующий код:
app.get('/users/:id', function(req, res) {
const userId = req.params.id;
// Обработка запроса для пользователя с указанным идентификатором
});
В этом примере определен маршрут для пути “/users/:id”, где :id является параметром. Значение параметра доступно через свойство params объекта запроса.
Express.js также поддерживает использование middleware для обработки запросов. Middleware - это функции, которые вызываются между получением запроса и вызовом обработчика запроса. Middleware могут использоваться для выполнения дополнительной обработки запросов, такой как проверка аутентификации, валидация данных и прочее.
Middleware в Express.js - это функции, которые вызываются между получением запроса и вызовом обработчика запроса. Middleware могут использоваться для выполнения дополнительной обработки запросов, такой как проверка аутентификации, валидация данных, журналирование и многое другое.
Middleware-функция имеет доступ к объекту запроса (req), объекту ответа (res) и функции next(). Функция next() вызывается для передачи управления следующей middleware-функции или обработчику запроса.
Вы можете определить middleware-функцию следующим образом:
function logger(req, res, next) {
console.log(`Request method: ${req.method}`);
console.log(`Request URL: ${req.url}`);
next();
}
В этом примере middleware-функция logger выводит в консоль метод и URL запроса, а затем вызывает функцию next() для передачи управления следующей middleware-функции или обработчику запроса.
Для использования middleware в приложении Express.js ее необходимо добавить с помощью метода app.use(). Например:
В этом примере middleware-функция logger будет вызываться для всех запросов к приложению.
Middleware также может быть использована для обработки определенных типов запросов или путей. Например, вы можете определить middleware-функцию для проверки аутентификации и использовать ее только для маршрутов, требующих аутентификации:
function authenticate(req, res, next) {
// Проверка аутентификации
if (/* пользователь аутентифицирован */) {
next();
} else {
res.status(401).send('Unauthorized');
}
}
app.get('/secured', authenticate, function(req, res) {
// Обработка запроса к защищенному ресурсу
});
В этом примере middleware-функция authenticate проверяет аутентификацию пользователя и вызывает функцию next() только в случае успешной аутентификации. В противном случае она отправляет ответ с кодом состояния 401 Unauthorized. Middleware-функция authenticate используется только для маршрута ‘/secured’.
В Express.js вы можете работать с параметрами маршрутов и запроса.
Параметры маршрута определяются с помощью символа “:”. Например, вы можете определить маршрут для просмотра профиля пользователя следующим образом:
app.get('/users/:id', function(req, res) {
const userId = req.params.id;
// Обработка запроса к профилю пользователя с идентификатором userId
});
В этом примере параметр маршрута “id” доступен через свойство params объекта запроса (req.params.id).
Параметры запроса передаются в строке запроса после символа “?”. Вы можете получить доступ к ним через свойство query объекта запроса. Например:
app.get('/search', function(req, res) {
const query = req.query.q;
// Обработка запроса поиска с параметром query
});
В этом примере параметр запроса “q” доступен через свойство query объекта запроса (req.query.q).
Кроме того, Express.js предоставляет middleware для анализа тела запроса, такого как json и urlencoded. Это middleware автоматически парсит тело запроса и предоставляет доступ к нему через свойство body объекта запроса. Например:
const express = require('express');
const bodyParser = require('body-parser');
const app = express();
app.use(bodyParser.json());
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
app.post('/login', function(req, res) {
const username = req.body.username;
const password = req.body.password;
// Обработка запроса входа в систему с параметрами username и password
});
В этом примере middleware bodyParser.json() и bodyParser.urlencoded() используются для анализа тела запроса в форматах JSON и x-www-form-urlencoded соответственно. Параметры запроса доступны через свойство body объекта запроса (req.body.username и req.body.password).
В Express.js вы можете использовать шаблонизаторы для генерации HTML-страниц на основе динамических данных. Одними из популярных шаблонизаторов для Node.js являются EJS и Handlebars.
EJS (Embedded JavaScript) - это шаблонизатор, который использует синтаксис встраиваемого JavaScript для генерации HTML-кода. Для использования EJS в приложении Express.js необходимо установить пакет ejs и настроить его в качестве движка представлений:
const express = require('express');
const app = express();
app.set('view engine', 'ejs');
app.set('views', __dirname + '/views');
app.get('/', function(req, res) {
const data = { title: 'My Website', message: 'Welcome to my website!' };
res.render('index', data);
});
В этом примере устанавливается EJS в качестве движка представлений и указывается папка views для хранения файлов представлений. Маршрут “/” генерирует HTML-страницу с помощью представления index.ejs и передает туда данные в виде объекта data.
Handlebars - это шаблонизатор, который использует синтаксис “mustache” для генерации HTML-кода. Для использования Handlebars в приложении Express.js необходимо установить пакет express-handlebars и настроить его в качестве движка представлений:
const express = require('express');
const exphbs = require('express-handlebars');
const app = express();
app.engine('handlebars', exphbs());
app.set('view engine', 'handlebars');
app.get('/', function(req, res) {
const data = { title: 'My Website', message: 'Welcome to my website!' };
res.render('index', data);
});
В этом примере устанавливается Handlebars в качестве движка представлений и маршрут “/” генерирует HTML-страницу с помощью представления index.handlebars и передает туда данные в виде объекта data.
Шаблонизаторы позволяют разделить логику представления и логику приложения, что облегчает поддержку и масштабирование кода. Вы можете выбрать любой шаблонизатор в зависимости от своих предпочтений и требований проекта.
Вот примеры шаблонов для EJS и Handlebars.
EJS:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title><%= title %></title>
</head>
<body>
<h1><%= message %></h1>
<ul>
<% for(let i = 0; i < items.length; i++) { %>
<li><%= items[i] %></li>
<% } %>
</ul>
</body>
</html>
В этом примере шаблона EJS используются теги <% %>
для выполнения кода JavaScript и теги <%= %>
для вывода значений переменных. Значения переменных title
, message
и items
передаются в шаблон из маршрута приложения.
Handlebars:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>{{title}}</title>
</head>
<body>
<h1>{{message}}</h1>
<ul>
{{#each items}}
<li>{{this}}</li>
{{/each}}
</ul>
</body>
</html>
В этом примере шаблона Handlebars используются двойные фигурные скобки {{}}
для вывода значений переменных и блок {#each} {{/each}}
для перебора массива items
. Значения переменных title
, message
и items
передаются в шаблон из маршрута приложения.
Шаблоны позволяют генерировать HTML-код динамически на основе данных, которые передаются в них из приложения. Это упрощает создание сложных веб-страниц и делает код более читабельным и поддерживаемым.
Для передачи данных из маршрутизатора в шаблон, вы можете использовать второй аргумент метода res.render()
. Этот аргумент должен быть объектом, свойства которого будут доступны в шаблоне в качестве переменных.
Например, если вы используете шаблонизатор EJS, то можете передать данные следующим образом:
app.get('/', function(req, res) {
const data = {
title: 'Мой сайт',
message: 'Добро пожаловать на мой сайт!'
};
res.render('index', data);
});
В этом примере объект data
содержит два свойства: title
и message
. Эти свойства будут доступны в шаблоне index.ejs
в качестве переменных <%= title %>
и <%= message %>
.
Аналогично, если вы используете шаблонизатор Handlebars, то можете передать данные следующим образом:
app.get('/', function(req, res) {
const data = {
title: 'Мой сайт',
message: 'Добро пожаловать на мой сайт!'
};
res.render('index', data);
});
В этом случае переменные будут доступны в шаблоне Handlebars как {title}
и {message}
.
Для подключения к базе данных в приложении Express.js необходимо использовать соответствующий драйвер. Например, для подключения к MongoDB можно использовать драйвер mongoose
, а для подключения к PostgreSQL - драйвер pg
.
Подключение к MongoDB с использованием mongoose
:
mongoose
с помощью npm:const mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://localhost/mydatabase', { useNewUrlParser: true, useUnifiedTopology: true })
.then(() => console.log('Connected to MongoDB'))
.catch(() => console.error('Failed to connect to MongoDB'));
Подключение к PostgreSQL с использованием pg
:
pg
с помощью npm:const { Pool } = require('pg');
const pool = new Pool({
user: 'myuser',
host: 'localhost',
database: 'mydatabase',
password: 'mypassword',
port: 5432,
});
pool.query('SELECT NOW()', (err, res) => {
console.log(err, res)
pool.end()
})
В этом примере используется пул подключений (Pool
), чтобы обеспечить эффективное использование ресурсов базы данных.
ORM (Object-Relational Mapping) - это инструмент, который предоставляет удобный интерфейс для работы с базой данных, используя объектно-ориентированный подход. ORM позволяет работать с базой данных как с набором объектов, а не писать SQL-запросы вручную.
Например, для работы с MongoDB в качестве ORM можно использовать Mongoose
. Для работы с PostgreSQL - Sequelize
.
Подключение и использование Mongoose
:
mongoose
с помощью npm:const mongoose = require('mongoose');
const userSchema = new mongoose.Schema({
name: String,
email: String,
password: String
});
const User = mongoose.model('User', userSchema);
const newUser = new User({ name: 'John', email: 'john@example.com', password: '12345' });
newUser.save((err) => {
if (err) console.error(err);
else console.log('User saved successfully');
});
Подключение и использование Sequelize
:
sequelize
и соответствующий диалект для вашей базы данных (например, pg
для PostgreSQL) с помощью npm:const { Sequelize, DataTypes } = require('sequelize');
const sequelize = new Sequelize('database', 'username', 'password', {
host: 'localhost',
dialect: 'postgres'
});
const User = sequelize.define('User', {
name: {
type: DataTypes.STRING,
allowNull: false
},
email: {
type: DataTypes.STRING,
allowNull: false,
unique: true
},
password: {
type: DataTypes.STRING,
allowNull: false
}
});
const newUser = await User.create({ name: 'John', email: 'john@example.com', password: '12345' });
console.log('User saved successfully', newUser);
ORM упрощает работу с базой данных, позволяя использовать объектно-ориентированный подход и избегая необходимости писать SQL-запросы вручную.
CRUD-операции (Create, Read, Update, Delete) являются базовыми операциями для работы с данными в базе данных.
В Express.js с использованием ORM, такого как Sequelize или Mongoose, CRUD-операции выполняются следующим образом:
const users = await User.findAll(); // получение всех пользователей
const user = await User.findByPk(1); // получение пользователя с id=1
Эти операции могут быть реализованы в маршрутизаторе Express.js для предоставления API для взаимодействия с базой данных. Например, маршрут для создания нового пользователя может выглядеть следующим образом:
app.post('/users', async (req, res) => {
const { name, email, password } = req.body;
try {
const newUser = await User.create({ name, email, password });
res.status(201).json(newUser);
} catch (error) {
res.status(500).json({ message: 'Error creating user' });
}
});
Аналогичным образом могут быть реализованы маршруты для чтения, обновления и удаления данных.
Отладчик Node.js позволяет разработчику выполнять код пошагово, просматривать значения переменных, ставить точки останова и выполнять другие действия, необходимые для отладки приложения.
Для использования отладчика Node.js необходимо выполнить следующие шаги:
node inspect app.js
. Это запустит приложение с отладчиком Node.js.about:inspect
(для Chrome) или about:debugging
(для Firefox) и выбрать запущенный процесс Node.js.Отладчик Node.js является мощным инструментом для отладки приложений, разработанных на Node.js и Express.js. Он позволяет разработчику быстро находить и исправлять ошибки в коде, улучшая качество и производительность приложения.
Тестирование является важной частью разработки приложений, и Express.js не является исключением. Для тестирования приложений Express.js можно использовать различные библиотеки, такие как Mocha, Jest, Chai и другие.
Например, для тестирования маршрутов приложения с использованием Mocha и Chai необходимо выполнить следующие шаги:
mocha
, chai
, chai-http
.test/routes.test.js
.chai-http
. Например:const chai = require('chai');
const chaiHttp = require('chai-http');
const app = require('../app');
chai.use(chaiHttp);
const expect = chai.expect;
describe('GET /api/users', () => {
it('should return all users', done => {
chai.request(app)
.get('/api/users')
.end((err, res) => {
expect(res).to.have.status(200);
expect(res.body).to.be.an('array');
done();
});
});
});
mocha
.Тестирование позволяет проверять работоспособность приложения, обнаруживать ошибки и регрессии, а также улучшать качество кода. Использование библиотек для тестирования, таких как Mocha и Jest, значительно облегчает процесс тестирования и делает его более эффективным.
Подготовка приложения к деплою включает в себя несколько шагов, необходимых для того, чтобы приложение работало корректно в производственной среде.
npm install --production
.После выполнения этих шагов приложение готово к деплою на сервер. Для деплоя можно использовать различные инструменты, такие как Heroku, AWS, Azure и другие.
Развертывание приложения на сервере может быть выполнено с помощью различных инструментов и сервисов. Два популярных варианта - это Heroku и AWS.
Развертывание на Heroku:
heroku create
.heroku git:remote -a <имя_приложения>
.package.json
.git push heroku master
.heroku open
.Развертывание на AWS:
Выбор способа развертывания зависит от конкретных требований приложения и предпочтений разработчика. Heroku предоставляет простой и удобный способ развертывания приложений, в то время как AWS предоставляет больше гибкости и контроля над средой развертывания.