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核心概念

2025/8/24大约 4 分钟

核心概念

简介

Express 是一个基于 Node.js 平台的开源 Web 应用框架，于 2010 年由 TJ Holowaychuk 创建。它旨在提供一个极简而灵活的方式来构建 Web 应用和 API。Express 自身功能简洁，但通过中间件机制可以扩展出丰富的功能。

设计理念

  • 极简主义：Express 核心代码简洁，只提供基础功能
  • 灵活性：通过中间件机制允许开发者根据需求定制功能
  • 非侵入性：不会强制开发者遵循特定的编码风格或架构模式
  • 高性能：基于 Node.js 的事件驱动、非阻塞 I/O 模型

特点

  • 轻量级且高效
  • 强大的路由系统
  • 灵活的中间件机制
  • 简化的 HTTP 请求和响应处理
  • 良好的错误处理机制
  • 支持模板引擎
  • 丰富的第三方插件生态

架构

Express 应用本质上是一系列中间件函数的调用。理解 Express 的架构对于掌握其核心概念至关重要。

请求-响应周期

在 Express 中，一个典型的请求-响应周期如下：

  1. 客户端发送 HTTP 请求到服务器
  2. 请求被 Express 应用接收
  3. 请求按顺序经过一系列中间件处理
  4. 路由处理函数处理请求并生成响应
  5. 响应经过后续中间件处理
  6. 服务器将响应发送回客户端

应用结构

一个典型的 Express 应用结构包括：

  • 应用实例：使用 express() 创建的实例
  • 中间件：处理请求和响应的函数
  • 路由：将请求映射到处理函数的机制
  • 处理函数：处理特定请求并生成响应的函数

组件

应用对象 (App)

应用对象是 Express 应用的核心，通过 express() 函数创建：

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

应用对象具有以下主要功能：

  • 配置中间件
  • 定义路由
  • 设置视图引擎
  • 启动服务器

中间件 (Middleware)

中间件是一个函数，可以访问请求对象 (req)、响应对象 (res) 和应用程序的请求-响应周期中的下一个中间件函数 (next)。

function middleware(req, res, next) {
  // 执行某些操作
  next(); // 调用下一个中间件
}

中间件的类型包括：

  • 应用级中间件
  • 路由级中间件
  • 错误处理中间件
  • 内置中间件
  • 第三方中间件

路由 (Router)

路由是指确定应用程序如何响应客户端对特定端点的请求，这些端点由 HTTP 方法和 URL 路径定义。

app.get('/api/users', (req, res) => {
  // 处理 GET 请求
});

app.post('/api/users', (req, res) => {
  // 处理 POST 请求
});

请求对象 (Request)

请求对象 (通常称为 req) 包含客户端发送的 HTTP 请求的所有信息，如 URL、请求头、请求体等。

常用属性和方法：

  • req.url：请求 URL 路径
  • req.method：HTTP 请求方法
  • req.headers：请求头
  • req.body：请求体（需要 body-parser 中间件）
  • req.params：URL 参数
  • req.query：查询字符串参数

响应对象 (Response)

响应对象 (通常称为 res) 用于向客户端发送响应。

常用方法：

  • res.send()：发送各种类型的响应
  • res.json()：发送 JSON 响应
  • res.status()：设置 HTTP 状态码
  • res.render()：渲染视图模板
  • res.redirect()：重定向请求
  • res.sendFile()：发送文件

工作原理

Express 基于 Node.js 的 http 模块构建，但提供了更高级别的抽象。当客户端发送请求时，请求会依次经过以下处理流程：

  1. 中间件堆栈：请求按顺序经过所有注册的中间件
  2. 路由匹配：Express 尝试将请求 URL 与已定义的路由匹配
  3. 路由处理：匹配到路由后，执行对应的处理函数
  4. 响应发送：处理函数生成响应并发送回客户端
  5. 错误处理：如果过程中发生错误，错误处理中间件会捕获并处理

与其他框架的比较

与 Koa 的比较

  • Express 是 Koa 的前身，由同一团队开发
  • Koa 使用 ES6+ 特性（如 async/await），而 Express 传统上使用回调
  • Koa 核心更小，更注重中间件的组合
  • Express 生态系统更成熟，第三方插件更多

与 NestJS 的比较

  • NestJS 是一个全功能框架，基于 Express 并添加了更多结构和功能
  • NestJS 使用 TypeScript，支持依赖注入和模块化架构
  • Express 更灵活，而 NestJS 更规范化
  • NestJS 更适合大型企业应用，Express 更适合中小型应用和 API

总结

Express 的核心概念包括应用对象、中间件、路由、请求对象和响应对象。理解这些概念是掌握 Express 的基础。Express 的设计理念是极简和灵活，通过中间件机制可以按需扩展功能。在下一章中，我们将学习如何快速入门 Express，创建你的第一个 Express 应用。

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