更新於 2024/10/10發佈於 2024/10/10閱讀時間約 8 分鐘

Node.js 程式札記：Express 中間件 (Middleware)

Express 中間件能夠處理請求驗證、錯誤處理、日誌記錄等問題，簡化複雜的開發流程，無論你是正在構建企業級應用還是簡單的網站，掌握中間件的使用都能顯著提升你的開發效率和應用質量。

中間件定義和作用

中間件是一個函數，它可以存取請求對象（request object，req）、回應對象（response object，res），以及應用程式的請求-回應循環中的下一個中間件函數，通常由變數 next 表示。

中間件的作用

中間件在 Express 應用中可以執行以下任務：

執行任何程式碼
修改請求和回應對象
結束請求-回應循環
呼叫順序中的下一個中間件

如果當前中間件沒有終止請求-回應循環，它必須呼叫 next() 將控制權傳遞給下一個中間件，否則請求將被掛起。

中間件的基本結構

一個典型的中間件函數看起來是這樣的：

function myMiddleware(req, res, next) {
  // 執行某些操作
  console.log('這是一個中間件');
  // 呼叫下一個中間件
  next();
}

常用的內建中間件

Express 提供了一些內建的中間件，可以直接使用來處理常見任務。以下是幾個最常用的：

1. express.json()

這個中間件用於解析 JSON 格式的請求體。當客戶端傳送 JSON 數據時，express.json() 會自動將其解析並放入 req.body 中。

const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;

app.post('/api/data', (req, res) => {
  console.log(req.body); // 存取已解析的表單數據
  res.json({ message: '數據已接收' });
});

app.listen(port, () => {
  console.log(`服務器運行在 http://localhost:${port}`);
});

2. express.urlencoded()

這個中間件用於解析 URL-encoded 格式的請求體，通常用於處理 HTML 表單提交的數據。

const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;

app.use(express.urlencoded({ extended: true }));

app.post('/submit-form', (req, res) => {
  console.log(req.body); // 存取已解析的表單數據
  res.send('表單已提交');
});

app.get('/', (req, res) => {
  res.send(`
    <html>
      <body>
        <h1>表單提交示例</h1>
        <form action="/submit-form" method="POST">
          <label for="name">姓名：</label>
          <input type="text" id="name" name="name"><br><br>
          <label for="email">郵箱：</label>
          <input type="email" id="email" name="email"><br><br>
          <input type="submit" value="提交">
        </form>
      </body>
    </html>
  `);
});

app.listen(port, () => {
  console.log(`服務器運行在 http://localhost:${port}`);
});

3. express.static()

express.static 中間件用於提供靜態文件，如 HTML、CSS、JavaScript、圖片等。

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

這行程式碼將使 public 目錄下的文件可以直接通過 URL 存取。例如，如果 public 目錄下有一個 styles.css 文件，可以通過 http://localhost:3000/styles.css 存取。

自定義中間件的使用

除了使用內建中間件，你還可以創建自定義中間件來滿足特定需求。以下是一些常見的自定義中間件示例：

1. 日誌記錄中間件

這個中間件可以用來記錄每個請求的詳細信息：

function loggerMiddleware(req, res, next) {
  console.log(`[${new Date().toISOString()}] ${req.method} ${req.url}`);
  next();
}

app.use(loggerMiddleware);

2. 錯誤處理中間件

錯誤處理中間件通常定義為四個參數的函數，用於集中處理應用程式中的錯誤：

// 模擬數據庫操作
function fetchUserFromDatabase(id) {
  // 假設 ID 為 0 時，模擬數據庫錯誤
  if (id === '0') {
    throw new Error('數據庫連接失敗');
  }
  return { id, name: 'User ' + id };
}

// 用戶資料路由
app.get('/user/:id', (req, res, next) => {
  try {
    const user = fetchUserFromDatabase(req.params.id);
    res.json(user);
  } catch (error) {
    next(error); // 將錯誤傳遞給錯誤處理中間件
  }
});

// 錯誤處理中間件
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack);
  res.status(500).json({ error: '伺服器錯誤，請稍後再試' });
});

3. 身份驗證中間件

用於檢查用戶是否已登入的中間件：

function authMiddleware(req, res, next) {
  if (req.session && req.session.user) {
    next();
  } else {
    res.status(401).send('請先登入');
  }
}

// 在需要驗證的路由上使用
app.get('/protected', authMiddleware, (req, res) => {
  res.send('這是受保護的內容');
});

總結

通過合理使用內建中間件和自定義中間件，你可以輕鬆處理複雜的業務邏輯、提升應用程式的安全性，並實現各種功能擴展。記住，中間件的順序很重要，合理安排它們可以讓你的應用程式的可維護性提高。

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