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基于 Node.js 的后端框架：NestJS 和 Express（二）

news 2025/9/18 5:48:16

在上篇：基于 Node.js 的后端框架（一）中，我们讨论了NestJS 和 Express 的差异以及选择的考量。现在，让我们深入了解一下各自的特点和使用方法，并推荐了学习资源。

一、Express

Express 是基于 Node.js 平台的轻量级 Web 应用框架，它简化了原生 Node.js 开发 HTTP 服务器的复杂度，提供了简洁的 API 和丰富的功能，是 Node.js 生态中最流行的后端框架之一。其设计哲学是“少即是多”，核心专注于 HTTP 路由和中间件，同时保持高度灵活，允许开发者根据需求自由扩展。

1、Express 的特点

轻量灵活
核心代码简洁，仅提供基础的 Web 开发功能（路由、中间件、请求处理等），不强制绑定特定的数据库或模板引擎，开发者可按需选择工具栈。
强大的路由系统
支持基于 HTTP 方法（GET/POST/PUT/DELETE 等）和 URL 路径的路由定义，可轻松实现 RESTful API 设计。
中间件机制
这是 Express 的核心特性。中间件是一个函数，可访问请求对象（req）、响应对象（res）和下一个中间件函数（next），用于处理请求、响应、错误捕获、日志记录等。支持串联多个中间件，形成处理流水线。
简化的请求/响应处理
封装了原生 Node.js 的 http 模块，提供更直观的 API（如 res.send()、res.json()、req.params 等），简化参数解析、响应发送等操作。
丰富的生态
社区提供了大量第三方中间件（如解析 JSON 数据的 body-parser、处理跨域的 cors、身份验证的 passport 等），可快速扩展功能。

2、功能与使用示例

1. 基本使用流程

// 1. 安装：npm install express
const express = require('express');
const app = express(); // 创建应用实例// 2. 定义路由（处理 GET 请求）
app.get('/', (req, res) => {res.send('Hello Express!'); // 发送响应
});// 3. 启动服务器
const port = 3000;
app.listen(port, () => {console.log(`服务器运行在 http://localhost:${port}`);
});

2. 功能示例

路由与参数：支持动态路由参数和查询字符串解析

// 动态路由（如 /user/123）
app.get('/user/:id', (req, res) => {const userId = req.params.id; // 获取路由参数const name = req.query.name; // 获取查询参数（如 ?name=xxx）res.json({ id: userId, name: name || 'Guest' });
});

中间件使用：例如日志中间件、静态文件服务

// 自定义日志中间件
const logger = (req, res, next) => {console.log(`${req.method} ${req.url} - ${new Date().toISOString()}`);next(); // 调用下一个中间件
};// 应用中间件（所有请求都会经过）
app.use(logger);// 内置中间件：处理 JSON 请求体
app.use(express.json());// 静态文件服务（访问 /public 下的文件）
app.use('/public', express.static('static-files'));

处理 POST 请求：配合中间件解析请求体

// 解析表单数据（x-www-form-urlencoded）
app.use(express.urlencoded({ extended: true }));app.post('/login', (req, res) => {const { username, password } = req.body; // 获取 POST 数据res.send(`登录信息：${username} / ${password}`);
});

3、适用场景

构建 RESTful API：快速设计和实现数据接口（如前后端分离的后端服务）。
Web 应用开发：配合模板引擎（如 EJS、Pug）实现服务器端渲染（SSR）。
中间层服务：作为代理服务器，转发请求、处理跨域或数据转换。
微服务组件：在分布式系统中作为轻量服务节点。

4、生态与扩展

Express 本身仅提供基础功能，但其生态丰富，可通过中间件快速扩展：

数据解析：express.json()（内置）、multer（处理文件上传）。
跨域处理：cors 中间件。
身份验证：passport.js、jsonwebtoken（JWT 认证）。
数据库集成：配合 mongoose（MongoDB）、sequelize（SQL 数据库）等 ORM 工具。
API 文档：swagger-ui-express 自动生成接口文档。

附：学习资源

官方文档：Express 中文文档（权威、简洁，含快速入门和 API 参考）。
实战教程：
- MDN Express 教程（结合实例讲解核心概念）。
- Express 实战项目（开源的“真实世界”博客 API 实现）。

二、NestJS

NestJS 是一个基于 Node.js 的企业级后端框架，由 Kamil Myśliwiec 于 2017 年创建。它借鉴了 Angular 的模块化架构思想，结合了面向对象编程（OOP）、函数式编程（FP）和函数式响应式编程（FRP）的特点，旨在为 Node.js 开发提供结构化、可扩展、易维护的解决方案。

与 Express 的“轻量灵活”不同，NestJS 更强调“规范与架构”，尤其适合大型团队协作和复杂业务系统的开发。

1、特点

TypeScript 优先
原生支持 TypeScript（也兼容 JavaScript），通过静态类型检查提升代码质量，减少运行时错误，同时增强 IDE 智能提示，提升开发效率。
模块化架构
采用“模块（Module）”作为组织代码的基本单元，每个模块封装一组相关的控制器、服务和依赖，形成高内聚低耦合的结构。这种设计让大型项目的代码组织更清晰。
依赖注入（DI）
内置依赖注入系统，通过控制反转（IoC）管理组件间的依赖关系，简化代码测试、复用和维护。例如，服务（Service）可以被注入到控制器（Controller）中，无需手动实例化。
灵活的底层适配
默认使用 Express 作为 HTTP 服务器，也可无缝切换到 Fastify（性能更优的 Node.js 服务器），兼顾兼容性和性能需求。
丰富的装饰器
通过装饰器（Decorator）简化路由定义、中间件绑定、管道验证等操作，语法简洁且语义清晰（类似 Spring Boot 的注解）。
全栈扩展能力
不仅支持 RESTful API，还内置对 GraphQL、WebSocket、微服务（通过 gRPC、MQTT 等）的支持，可轻松构建复杂分布式系统。

2、概念及代码示例

NestJS 的核心概念围绕“模块-控制器-服务”三层架构展开：

1. 模块（Module）

用于组织相关组件，声明控制器、服务和依赖项。

// src/app.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { AppController } from './app.controller';
import { AppService } from './app.service';@Module({imports: [], // 导入其他模块controllers: [AppController], // 该模块的控制器providers: [AppService], // 该模块的服务（可被注入）
})
export class AppModule {}

2. 控制器（Controller）

负责处理 HTTP 请求，定义路由和请求处理逻辑（类似 Express 的路由处理器）。

// src/app.controller.ts
import { Controller, Get, Param } from '@nestjs/common';
import { AppService } from './app.service';@Controller() // 基础路由（此处为空，即根路径）
export class AppController {// 通过依赖注入获取 AppService 实例constructor(private readonly appService: AppService) {}@Get() // 处理 GET / 请求getHello(): string {return this.appService.getHello(); // 调用服务的方法}@Get('/user/:id') // 处理 GET /user/:id 请求getUser(@Param('id') id: string): string {return this.appService.getUser(id);}
}

3. 服务（Service）

封装业务逻辑，被控制器调用，可通过依赖注入复用（类似“业务逻辑层”）。

// src/app.service.ts
import { Injectable } from '@nestjs/common';@Injectable() // 标记为可注入的服务
export class AppService {getHello(): string {return 'Hello NestJS!';}getUser(id: string): string {return `User ID: ${id}`;}
}

4. 启动应用

// src/main.ts
import { NestFactory } from '@nestjs/common';
import { AppModule } from './app.module';async function bootstrap() {const app = await NestFactory.create(AppModule); // 创建应用实例await app.listen(3000); // 启动服务器，监听 3000 端口console.log(`应用运行在 http://localhost:3000`);
}
bootstrap();

3、进阶特性

中间件（Middleware）：类似 Express 中间件，用于处理请求（如日志、认证），可全局或局部应用。
管道（Pipe）：用于数据验证和转换（如参数校验、类型转换），内置 ValidationPipe 可配合 class-validator 实现自动校验。
守卫（Guard）：控制路由访问权限（如身份验证、角色权限），在控制器或路由执行前生效。
拦截器（Interceptor）：拦截请求/响应，实现日志记录、缓存、异常处理等（如统一响应格式）。
微服务：通过 @nestjs/microservices 模块支持多种通信协议（gRPC、RabbitMQ 等），适合构建分布式系统。