Express.js 中间件使用详解：原理、机制与实践-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

前言

在 Web 开发中，中间件是一个非常重要的概念。它可以帮助开发者处理请求、响应、错误等各种情况，使得代码更加模块化和易于维护。在 Express.js 中，中间件更是被广泛应用。本文将详细介绍 Express.js 中间件的原理、机制和实践，希望能够帮助读者更好地理解和使用中间件。

什么是中间件？

在 Express.js 中，中间件（Middleware）是指一个函数或一组函数，用于处理 HTTP 请求和响应。中间件函数可以访问请求对象（request）、响应对象（response）和应用程序的下一个中间件函数（next）。中间件函数可以修改请求和响应对象、终止请求-响应循环或调用下一个中间件函数。

Express.js 中间件有多种类型，包括应用级别中间件、路由级别中间件、错误处理中间件、第三方中间件等。不同类型的中间件有不同的使用场景和应用方式。

应用级别中间件

应用级别中间件（Application-level Middleware）是指绑定在应用程序对象（app）上的中间件。它们对所有路由和请求都起作用，并且在应用程序启动时就被加载。应用级别中间件可以用来处理一些公共的逻辑，比如解析请求体、设置响应头等。

应用级别中间件可以通过 app.use() 方法来添加。这个方法可以接受一个或多个中间件函数作为参数，这些函数将按照添加的顺序依次执行。例如：

// javascriptcn.com 代码示例
const express = require('express');
const app = express();

// 解析请求体
app.use(express.json());
app.use(express.urlencoded({ extended: true }));

// 设置响应头
app.use((req, res, next) => {
  res.setHeader('X-Powered-By', 'Express');
  next();
});

// 处理路由
app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello, Express!');
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('App listening on port 3000!');
});

上面的代码中，我们使用了三个应用级别中间件。第一个中间件用于解析 JSON 格式的请求体，第二个中间件用于解析 URL 编码格式的请求体。第三个中间件用于设置响应头，它会在每个请求中都添加一个 X-Powered-By 的头部信息。

路由级别中间件

路由级别中间件（Router-level Middleware）是指绑定在路由对象（router）上的中间件。它们只对特定的路由和请求起作用，并且在路由对象被加载时就被加载。路由级别中间件可以用来处理一些特定的逻辑，比如权限控制、请求验证等。

路由级别中间件可以通过 router.use() 方法来添加。这个方法与 app.use() 方法类似，只不过是绑定在路由对象上而已。例如：

// javascriptcn.com 代码示例
const express = require('express');
const app = express();
const router = express.Router();

// 路由级别中间件
router.use((req, res, next) => {
  console.log('Time:', Date.now());
  next();
});

// 处理路由
router.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello, Router!');
});

// 绑定路由
app.use('/router', router);

app.listen(3000, () => {
  console.log('App listening on port 3000!');
});

上面的代码中，我们使用了一个路由级别中间件，它会在每个请求到达路由之前打印出当前时间。这个中间件只对 /router 路由起作用，其他路由不受影响。

错误处理中间件

错误处理中间件（Error-handling Middleware）是指用于处理错误的中间件。它们可以捕获应用程序中的错误，并将错误信息返回给客户端。错误处理中间件应该始终是应用程序中的最后一个中间件，因为它们只会在前面的中间件中出现错误时才会被调用。

错误处理中间件可以通过 app.use() 方法来添加。这个方法只接受一个参数，即错误处理中间件函数。例如：

// javascriptcn.com 代码示例
const express = require('express');
const app = express();

// 处理路由
app.get('/', (req, res) => {
  throw new Error('Something went wrong!');
});

// 错误处理中间件
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack);
  res.status(500).send('Something broke!');
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('App listening on port 3000!');
});

上面的代码中，我们在 / 路由中故意抛出一个错误。当错误发生时，Express.js 会自动调用错误处理中间件，并将错误信息作为第一个参数传递给它。错误处理中间件会将错误信息打印到控制台，并向客户端发送一个 500 错误响应。

第三方中间件

除了 Express.js 自带的中间件之外，还有很多第三方中间件可以使用。这些中间件可以帮助我们完成一些常见的任务，比如日志记录、压缩响应等。使用第三方中间件前，需要先安装它们。例如：

npm install morgan

安装了 morgan 中间件之后，我们可以在 Express.js 应用程序中使用它。例如：

// javascriptcn.com 代码示例
const express = require('express');
const morgan = require('morgan');
const app = express();

// 使用 morgan 中间件记录日志
app.use(morgan('combined'));

// 处理路由
app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello, Express!');
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('App listening on port 3000!');
});

上面的代码中，我们使用了 morgan 中间件来记录日志。morgan('combined') 表示使用 combined 格式的日志记录器。这个格式会记录请求的 IP 地址、请求方式、请求 URL、响应状态码、响应大小等信息。我们可以在控制台上看到这些信息。

总结

本文介绍了 Express.js 中间件的原理、机制和实践。我们了解了中间件的基本概念和分类，以及应用级别中间件、路由级别中间件、错误处理中间件和第三方中间件的使用方法。中间件是 Express.js 开发中非常重要的一部分，希望本文能够帮助读者更好地理解和使用中间件。

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