【Express零基础入门】 | 构建简易后端服务的核心知识

0 序言

本文为Express框架的入门学习笔记，将围绕路由、中间件、静态文件服务和模板引擎等核心内容，讲解如何使用Express搭建简易后端服务。通过学习来了解Express对Node.js的封装优势，掌握其基础用法，包括创建服务、定义路由、使用中间件、处理静态资源及错误等基础内容，这些知识对后续后端相关开发有一定帮助。

Express是Node.js中知名度高、受欢迎的开发框架，它封装了Node.js底层API，屏蔽繁琐细节，降低学习成本。本文我们的学习内容包括路由、中间件、静态文件服务和模板引擎。

本次的基础环境如下：

• 系统：Windows
• Node版本：22.18.0
• Npm版本：10.9.3

1 创建第一个demo

1.1 使用Node.js内置http模块搭建服务

1.1.1 操作步骤

1.创建文件夹并进入：

mkdir express-demo && cd express-demo

2.创建server.js文件，添加代码：

// 引入Node.js内置的http模块，该模块提供了创建HTTP服务器和客户端的功能
const http = require('http')// 使用http模块的createServer方法创建一个HTTP服务器实例
// 回调函数接收两个参数：req（请求对象）和res（响应对象）
const server = http.createServer((req, res) => {// 设置响应状态码为200，表示请求成功res.statusCode = 200// 设置响应头Content-Type为text/html，告知客户端返回的是HTML格式内容res.setHeader('Content-Type', 'text/html')// 发送响应内容并结束响应，这里返回"hello world"res.end('hello world')
})// 让服务器监听3000端口
// 回调函数在服务器启动成功后执行，打印提示信息
server.listen(3000, () => {console.log('服务已启动...');
})

3.运行服务：

node server.js

运行后打开任意浏览器在地址栏输入 http://localhost:3000 ，按下回车键。
如果服务器正常运行（终端显示 “服务已启动…”），浏览器页面会显示 hello world 。

1.2 使用Express搭建服务

在前面1.1小节用 Node.js 内置 http 模块搭建服务中，我们实现了最基础的 HTTP 服务器，但我们会发现存在以下两个问题：

代码冗余：处理路由（区分 / /about 等接口）、设置响应头、处理请求方法（GET/POST）时，需要手动写大量条件判断。
扩展性差：后续要加中间件（日志、权限校验）、模板引擎（渲染 HTML），需要自己从头实现。
开发效率低：每次改代码都要重启服务，且没有现成工具简化流程。

这个时候我们可以使用Express来搭建服务，作为 Node.js 生态中最经典的 Web 框架，能用更简洁的语法解决上述问题。下面用 Express 重构服务，对比感受差异。

1.2.1 操作步骤

1.初始化项目并安装Express：

npm init  # 一路回车生成package.json
npm install express

这个文件会被自动创建。

2.改写server.js：

// 引入Express框架，Express是基于Node.js的Web应用开发框架，简化了HTTP服务器的创建和管理
const express = require('express')// 创建Express应用实例，app对象包含了所有用于构建Web应用的方法
const app = express()// 定义一个GET请求的路由，当客户端访问根路径"/"时，执行回调函数处理请求
// req：请求对象，包含客户端发送的请求信息（如参数、 headers等）
// res：响应对象，用于向客户端返回响应（如发送数据、设置状态码等）
app.get('/', (req, res) => {// 通过res.send()方法向客户端发送响应内容"hello world"// Express会自动根据内容类型设置响应头，并结束响应res.send('hello world')
})// 让服务器监听3000端口，启动服务
// 回调函数在服务器成功启动后执行，打印提示信息
app.listen(3000, () => {console.log('服务已启动...');
})

同样在终端上启动服务，

node server.js

运行结果一样的，

1.3 Request和Response对象

• Request对象（req）：请求对象，包含网络请求的属性（如参数、cookie等）。
• Response对象（res）：响应对象，可执行响应操作（如返回内容、设置状态等）。

查看所有API：https://www.expressjs.com.cn/4x/api.html#req

1.4 路由机制

• 区分接口的依据：请求方式+接口URL。
• Express中定义路由的方式：app.METHOD(URL, CALLBACK)，通过请求方式和URL区分请求并执行响应。

1.5 nodemon工具

在前面介绍中，我们遇到一个低效问题：

每次修改代码，比如改了 server.js 的响应内容时都要手动执行 Ctrl + C 停止服务，再重新输入 node server.js 启动。如果一天改几十次代码，光重启服务就要浪费大量时间。

nodemon 能自动检测代码变化，自动重启服务，避免手动重启，使用步骤如下：

1.安装：

npm install nodemon --save-dev

2.修改package.json的scripts：

{"scripts": {"test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1","start": "nodemon server.js"}
}

3.启动服务：

npm start

2 核心概念

在前面使用 Express 搭建服务 中，我们用 app.get(‘/’, …) 定义了 “访问根路径时返回 hello world，但实际 Web 应用不可能只有一个接口 —— 比如一个博客网站，需要有首页（/）、文章列表（/posts）、文章详情（/posts/123）、用户中心（/user）等不同地址。

路由就是用来解决不同地址返回不同内容的核心机制：它能根据客户端请求的 URL 路径 和 HTTP 方法（GET/POST 等），精准匹配对应的处理逻辑，让服务器知道当用户访问 X 地址时，该做什么操作。

2.1 路由

2.1.1 概念

类似访问网站的地址，用于判断客户端调用的接口。

2.1.2 路由方法

1.支持HTTP方法：get、post、put、delete等，使用方式为app.METHOD(URL, CALLBACK)。

程序示例：

const express = require('express')
const app = express()app.get('/', (req, res) => {res.send('hello world')
})app.post('/about', (req, res) => {res.send({ name: '小明', age: 18 })
})

2.特殊方法app.all()：匹配所有请求方法的路径，示例：

app.all('/about', function(req, res) {res.send({name: 'jackie',age: 18})
})

2.1.3 路由路径

类型：字符串、字符串模式（基于正则简化语法）、正则表达式。
说明：Express 路由路径依赖 path-to-regexp 库解析，特殊字符（?、+、* 等）需遵循正则语法规则。以下示例均经过版本兼容测试，可直接使用。

字符串模式示例（基于正则简化语法）

字符串模式通过特殊符号号实现模糊匹配，核心规则与正则表达式一致：

1. ? 修饰符：匹配前面的字符 0 次或 1 次（实现“可选字符”效果）
   示例：匹配路径 /acd（b 出现 0 次）和 /abcd（b 出现 1 次）

   // 注意：? 修饰的是前面紧邻的字符（此处为 b），表示 b 可选
   app.get('/ab?cd', function(req, res) {// 当访问 http://localhost:3000/acd 或 http://localhost:3000/abcd 时触发res.send('匹配到路径：/ab?cd（b 可选）');
   });
   

2. + 修饰符：匹配前面的字符 1 次或多次
   示例：匹配 /abcd（b 出现 1 次）、/abbcd（b 出现 2 次）、/abbbcd（b 出现 3 次）等

   // + 修饰前面的 b，表示 b 至少出现 1 次
   app.get('/ab+cd', function(req, res) {// 访问 http://localhost:3000/abcd 或 http://localhost:3000/abbcd 均会触发res.send('匹配到路径：/ab+cd（b 至少出现 1 次）');
   });
   

3. * 通配符：匹配任意字符（包括空字符）
   示例：匹配 /abcd（中间无字符）、/abxcd（中间有 x）、/ab123cd（中间有数字）等

   // * 表示 ab 和 cd 之间可以是任意字符（包括空字符）
   app.get('/ab*cd', function(req, res) {// 访问 http://localhost:3000/abcd 或 http://localhost:3000/abxyzcd 均会触发res.send('匹配到路径：/ab*cd（中间可填任意内容）');
   });
   

正则表达式示例（精确匹配复杂规则）

当字符串模式无法满足需求时，可直接使用正则表达式定义路由路径：

1. 匹配含特定字符的路径
   示例：匹配所有 URL 中包含字母 a 的路径（如 /apple、/banana、/cat 不匹配）

   // 正则 /a/ 表示路径中包含字母 a（不区分位置）
   app.get(/a/, function(req, res) {// 访问 http://localhost:3000/apple 或 http://localhost:3000/abc 均会触发res.send('匹配到含 "a" 的路径');
   });
   

2. 匹配特定后缀的路径
   示例：匹配所有以 fly 结尾的路径（如 /butterfly、/dragonfly）

   // 正则 /.*fly$/ 中，.* 表示任意字符，$ 表示以 fly 结尾
   app.get(/.*fly$/, function(req, res) {// 访问 http://localhost:3000/butterfly 或 http://localhost:3000/dragonfly 均会触发res.send('匹配到以 "fly" 结尾的路径');
   });
   

2.1.4 路由拆分

目的：当路由复杂（如用户相关、系统相关路径）时，便于管理。

拆分前：

// 引入Express框架
const express = require('express');
// 创建Express应用实例
const app = express();// 直接在app实例上定义用户相关路由
// 问题：当用户相关路由增多时，会导致入口文件臃肿
app.get('/user/list', function(req, res, next){res.send('/list'); // 返回用户列表数据
});app.get('/user/detail', function(req, res, next){res.send('/detail'); // 返回用户详情数据
});// 启动服务监听3000端口
app.listen(3000);

拆分后：

// 引入Express框架
const express = require('express');
// 创建Express应用实例
const app = express();// 1. 创建用户相关的路由模块（子路由）
// express.Router() 用于创建独立的路由对象，专门管理一类路由
const user = express.Router();// 2. 在子路由对象上定义具体路由
// 注意：这里的路径是相对路径（基于后续注册的父路径）
user.get('/list', function(req, res, next){res.send('/list'); // 实际访问路径为：/user/list
});user.get('/detail', function(req, res, next){res.send('/detail'); // 实际访问路径为：/user/detail
});// 3. 注册子路由到主应用
// 第一个参数 '/user' 是父路径，所有子路由的路径都会自动拼接该前缀
// 即子路由的 '/list' 会被解析为 '/user/list'
app.use('/user', user);// 启动服务监听3000端口
app.listen(3000);

2.2 中间件

2.2.1 概念

本质是函数，格式：

function someMiddleware(req, res, next) {// 自定义逻辑next(); // 触发下一个中间件
}

参数：req（请求对象）、res（响应对象）、next（触发下一个中间件的函数）。

2.2.2 分类及使用

• 全局中间件：通过app.use注册，所有请求都会执行，示例：

app.use(someMiddleware)

• 路由中间件：在路由定义时注册，仅访问该路由时执行，示例：

app.get('/middleware', someMiddleware, (req, res) => {res.send('Hello World');
});

2.2.3 日志中间件示例

新建logger.js：

function logger(req, res, next) {const time = new Date();console.log(`[${time.toLocaleString()}] ${req.method} ${req.url}`);next();
}module.exports = logger;

在server.js中引入并全局注册：

const logger = require('./logger')
app.use(logger)

效果：访问路由时控制台打印日志，如：

[2023/2/27 15:54:29] GET /
[2023/2/27 15:54:47] POST /about

注意：若忘记调用next()且不返回响应，服务器会卡在该中间件。

终端里面也会显示相对应的内容。

2.3 模板引擎

在前文的示例中，我们直接用 res.send(‘hello world’) 返回内容，但实际开发中，前端页面往往需要复杂的 HTML 结构、动态数据渲染（比如用户信息、文章列表）。

如果只用 res.send 拼接 HTML 字符串，会写出非常难维护的代码。

模板引擎就是为解决这些问题而生：它让 HTML 结构与动态数据分离，支持页面复用、动态渲染，还能通过布局模板统一管理页面结构。

2.3.1 概念

升级版HTML文档，用于渲染前端页面，Express支持jade、ejs、Handlebars等。

2.3.2 Handlebars使用步骤

1.安装：

npm install hbs

2.创建模板文件：

• views/index.hbs：

<h1>express入门课程</h1>
<p>作为前端开发，Nodejs已经成了很多公司对我们这一岗位的硬性要求，而 Express 框架则是其中知名度最高、也是最受欢迎的Nodejs开发框架。。。。。</p>
<a href="/about">关于我们</a>

• views/about.hbs：

<h1>一起学前端开发</h1>
<p>好好学习，天天向上！</p>

• 配置模板引擎（在server.js中）：

// 指定模板存放目录
app.set('views', 'views');
// 指定模板引擎为Handlebars
app.set('view engine', 'hbs');

• 使用模板：

app.get('/', (req, res) => {res.render('index'); // 渲染index.hbs
});app.get('/about', (req, res) => {res.render('about'); // 渲染about.hbs
})

2.3.3 动态参数传递

• 修改about.hbs：

<h1>前端小课堂</h1>
<p>好好学习，天天向上！！！</p>
<p>老师：{{ name }}</p>
<p>年龄：{{ age }}</p>

• 渲染时传参：

app.get('/about', (req, res) => {res.render('about', { name: 'tom', age: 38 });
})

2.4 静态文件服务

2.4.1 作用

用于客户端访问图片、视频等静态资源。

2.4.2 使用方法

比如说我的静态资源目录结构：

public
├── css
│   └── style.css
└── img└── logo.png

在server.js中配置：

app.use(express.static('public'));

访问路径：

• http://localhost:3000/css/style.css
• http://localhost:3000/img/logo.png
  在模板中引入：

<link rel="stylesheet" href="/css/style.css" />

2.5 处理404和服务器错误

2.5.1 处理404

作用：捕获未定义路由的请求。

实现：在所有路由后添加中间件：

app.use('*', (req, res) => {res.status(404).render('404', { url: req.originalUrl });
});

创建views/404.hbs：

<h1>找不到你要的页面了！</h1>
<p>你所访问的路径 {{ url }} 不存在</p>

注意：需放在所有路由后面，仅当前面路由均匹配失败时生效。

2.5.2 处理内部错误

作用：捕获服务器内部代码错误。
实现：在所有路由后添加错误处理中间件：

app.use((err, req, res, next) => {res.status(500).render('500');
});

创建views/500.hbs：

<h1>服务器好像开小差了</h1>
<p>过一会儿再试试看吧！See your later~</p>

注意：需放在所有路由后面，才能处理全部错误。

3 小结

本文介绍了Express框架的基础内容，包括环境准备、服务搭建、核心概念（路由、中间件、模板引擎、静态文件服务）及错误处理。这些是Express开发的核心知识点，掌握后可尝试搭建一个简易的后端服务。