Node学习 | Day04 数据库与身份验证(数据库的基本概念、安装并配置MySQL、MySQL的基本使用、在项目中操作MySQL、前后端的身份验证)
数据库与身份验证
- 1. 数据库的基本概念
- 1.1 什么是数据库
- 1.2 常见的数据库即分类
- 1.3 传统型数据库的数据组织结构
- 1.3.1 Excel 的数据组织结构
- 1.3.2 传统型数据库的数据组织结构
- 1.3.3 实际开发中库、表、行、字段的关系
- 2. 安装并配置MySQL
- 2.1 了解需要安装哪些MySQL相关的软件
- 2.2 MySQL 在 Windows 环境下的安装
- 2.3 MySQL 在 Mac 环境下的安装
- 3. MySQL 的基本使用
- 3.1 关于 Navicat 数据库
- 3.2 使用 SQL 管理数据库
- 3.2.1 什么是SQL
- 3.2.2 SQL能做什么
- 3.2.3 SQL 的学习目标
- 3.3 SQL 的 SELECT 语句
- 3.3.1 语法
- 3.3.2 select 示例
- 3.3.3 `select 的列名称` 示例
- 3.4 SQL 的 INSERT INTO 语句
- 3.4.1 语法
- 3.5 SQL 的 UPDATE 语句
- 3.5.1 语法
- 3.5.2 UPDATE 示例 - 更新某一行中的`一个列`
- 3.5.3 UPDATE 示例 - 更新某一行中的`若干列`
- 3.6 SQL 的 DELETE 语句
- 3.6.1 语法
- 3.6.2 DELETE 示例
- 3.7 SQL 的 WHERE 子句
- 3.7.1 语法
- 3.7.2 可在 WHERE 子句中使用的运算符
- 3.7.3 WHERE 子句示例
- 3.8 SQL 的 AND 和 OR 运算符
- 3.8.1 语法
- 3.8.2 AND 运算符示例
- 3.8.2 OR 运算符示例
- 3.9 SQL 的 ORDER BY 子句
- 3.9.1 语法
- 3.9.2 ORDER BY 子句 - `升序排序`
- 3.9.3 ORDER BY 子句 – `降序排序`
- 3.9.4 ORDER BY 子句 – `多重排序`
- 3.10 SQL 的 COUNT(*) 函数
- 3.10.1 语法
- 3.10.2 COUNT(*) 示例
- 3.10.3 使用 `AS` 为列`设置别名`
- 4. 在项目中操作MySQL
- 4.1 在项目中操作数据库的步骤
- 4.2 安装与配置 mysql 模块
- 4.2.1 安装 mysql 模块 `npm install mysql`
- 4.2.1 配置 mysql 模块
- 4.2.3 测试 mysql 模块能否正常工作
- 4.3 使用 mysql 模块操作 MySQL 数据库
- 4.3.1 查询数据
- 4.3.2 插入数据
- 4.3.3 插入数据的便捷方式
- 4.3.4 更新数据
- 4.3.5 更新数据的便捷方式
- 4.3.6 删除数据
- 4.3.7 标记删除
- 完整代码:
- 5. 前后端的身份验证
- 5.1 Web开发模式
- 5.1.1 服务端渲染的 Web 开发模式
- 5.2.2 服务端渲染的优缺点
- 5.2.3 前后端分离的 Web 开发模式
- 5.2.4 前后端分离的优缺点
- 5.2.5 如何选择 Web 开发模式
- 5.2 身份验证
- 5.2.1 什么是身份验证
- 5.2.2 为什么需要身份验证
- 5.2.3 不同模式下的身份验证
- 5.3 Session 认证机制
- 5.3.1 HTTP 协议的`无状态性`
- 5.3.2 如何突破 HTTP 无状态的限制
- 5.3.3 什么是 Cookie
- 5.3.4 Cookie 在身份认证中的作用
- 5.3.5 Cookie 不具有安全性
- 5.3.6 提高身份认证的安全性
- 5.3.7 Session 的工作原理
- 5.4 在 Express 中使用 Session 认证
- 5.4.1 `安装` express-session 中间件
- 5.4.2 `配置` express-session 中间件
- 5.4.3 向 session 中存数据
- 5.4.4 从 session 中取数据
- 5.4.5 清空 session
- ⭐session 完整代码
- 5.5 JWT 认证机制
- 5.5.1 了解 Session 认证的`局限性`
- 5.2.2 什么是 JWT
- 5.2.3 JWT 的工作原理
- 5.5.4 JWT 的组成部分
- 5.5.6 JWT 的三个部分各自代表的含义
- 5.5.7 JWT 的使用方式
- 5.6 在 Express 中使用 JWT
- 5.6.1 安装 JWT 相关的包
- 5.6.2 导入 JWT 相关的包
- 5.6.3 定义 secret 密钥
- 5.6.4 在登录成功后生成 JWT 字符串
- 5.6.5 将 JWT 字符串还原为 JSON 对象
- 5.6.6 使用 req.user 获取用户信息
- 5.6.7 捕获解析 JWT 失败后产生的错误
- ⭐在 Express 中使用 JWT完整代码
1. 数据库的基本概念
1.1 什么是数据库
- 数据库(database)是用来
组织
、存储
和管理
数据的仓库。 - 为了方便管理互联网世界中的数据,就有了
数据库管理系统
的概念(简称:数据库
)。用户可以对数据库中的数据进行新增
、查询
、更新
、删除
等操作。
1.2 常见的数据库即分类
常见的数据库有:
MySQL 数据
库(目前使用最广泛、流行度最高
的开源免费数据库;Community + Enterprise)- Oracle 数据库(收费)
- SQL Server 数据库(收费)
- Mongodb 数据库(Community + Enterprise)
MySQL、Oracle、SQL Server 属于传统型数据库
(又叫做:关系型数据库
或SQL 数据库
),这三者的设计理念相同,用法比较类似。
而 Mongodb 属于新型数据库
(又叫做:非关系型数据库
或NoSQL 数据库
),它在一定程度上弥补了传统型数据库的缺陷。
1.3 传统型数据库的数据组织结构
数据的组织结构
: 指的是数据以什么样的结构进行存
储。传统型数据库的数据组织结构,与 Excel 中数据的组织结构比较类似。
1.3.1 Excel 的数据组织结构
每个 Excel 中,数据的组织结构分别为工作簿
、工作表
、数据行、列
这 4 大部分组成
1.3.2 传统型数据库的数据组织结构
在传统型数据库中,数据的组织结构分为数据库(database)
、数据表(table)
、数据行(row)
、字段(field)
这 4 大部分组成。
1.3.3 实际开发中库、表、行、字段的关系
① 在实际项目开发中,一般情况下,每个项目都对应独立的数据库
。
② 不同的数据
,要存储到数据库的不同表中
,例如:用户数据存储到 users 表中,图书数据存储到 books 表中。
③ 每个表中具体存储哪些信息,由字段来决定
,例如:我们可以为 users 表设计 id、username、password 这 3 个字段。
④ 表中的行
,代表每一条具体的数据
。
2. 安装并配置MySQL
2.1 了解需要安装哪些MySQL相关的软件
对于开发人员来说,只需要安装 MySQL Server
和 MySQL Workbench
这两个软件,就能满足开发的需要了。
- MySQL Server:
专门用来提供数据存储和服务的软件
。 - MySQL Workbench:
可视化的 MySQL 管理工具
,通过它,可以方便的操作存储在 MySQL Server 中的数据。
2.2 MySQL 在 Windows 环境下的安装
MySQL安装配置教程(超详细!)
2.3 MySQL 在 Mac 环境下的安装
Mac环境配置MySQL(详细!)
3. MySQL 的基本使用
3.1 关于 Navicat 数据库
更多详情请点击 Navicat
1. 创建数据库
2. 创建数据表
① id 要选择 √ 自动递增
② status 要记得设置默认值为 0
3.向表中写入数据
3.2 使用 SQL 管理数据库
3.2.1 什么是SQL
SQL(英文全称:Structured Query Language)是结构化查询语言
,专门用来访问和处理数据库
的编程语言。能够让我们以编程的形式,操作数据库里面的数据
。
三个关键点:
① SQL 是一门数据库编程语言
② 使用 SQL 语言编写出来的代码,叫做 SQL语句
③ SQL 语言只能在关系型数据库中使用
(例如 MySQL、Oracle、SQL Server)。非关系型数据库(例如 Mongodb)不支持 SQL 语言
3.2.2 SQL能做什么
① 从数据库中查询数据
② 向数据库中插入新的数据
③ 更新
数据库中的数据
④ 从数据库删除数据
⑤ 可以创建新数据库
⑥ 可在数据库中创建新表
⑦ 可在数据库中创建存储过程、视图…
3.2.3 SQL 的学习目标
掌握如何使用 SQL 从数据表中:
查询数据(select) 、插入数据(insert into) 、更新数据(update) 、删除数据(delete)
掌握的 4 种 SQL 语法:
where 条件、and 和 or 运算符、order by 排序、count(*) 函数
3.3 SQL 的 SELECT 语句
3.3.1 语法
SELECT 语句用于从表中查询数据
。执行的结果被存储在一个结果表
中(称为结果集
)。语法格式如下:
-- 从 FROM 指定的 【表中】,查询出【所有的】数据,* 表示【所有列】
select * from 表名称--从 FROM 指定的【表中】,查询出指定 列名称(字段)的数据
select 列名称 from 表名称
注意:SQL 语句中的关键字对大小写不敏感
。 select 等效于 SELECT,from 等效于 FROM
3.3.2 select 示例
从 users 表中选取所有的列,可以使用符号 * 取代列的名称,示例如下:
3.3.3 select 的列名称
示例
如需获取名为 "username"
和 "password"
的列的内容(从名为 “users” 的数据库表),请使用下面的 SELECT 语句:
3.4 SQL 的 INSERT INTO 语句
3.4.1 语法
--语法解读: 向指定的表中,插入如下几列数据,列的值通过 values ——指定
-- 注意: 列和值要愿意对应,多个列和多个值之间,使用英文的逗号分隔
insert into table_name (列1,列2,...) values(值1,值2,...)
向数据表中插入新的数据行,语法格式如下:
3.5 SQL 的 UPDATE 语句
3.5.1 语法
Update 语句用于修改表中的数据。语法格式如下:
--语法解读:
-- 1.用 UPDATE 指定要更新哪个表中的数据
-- 2.用 SET 指定列对应的新值
-- 3.用 WHERE 指定更新的条件
update 表名称 set 列名称 = 新值 where 列名称 = 某值
3.5.2 UPDATE 示例 - 更新某一行中的一个列
把 users 表中 id 为 2 的用户密码,更新为 888888。示例如下:
3.5.3 UPDATE 示例 - 更新某一行中的若干列
把 users 表中 id 为 2
的用户密码
和用户状态
,分别更新为 admin123
和 1。
示例如下:
3.6 SQL 的 DELETE 语句
3.6.1 语法
DELETE 语句用于删除表中的行。语法格式如下:
-- 语法解读:
-- 从指定的表中,根据 WHERE 条件,删除对应的数据行
delete from 表名称 where 列名称 = 值
3.6.2 DELETE 示例
从 users 表中,删除 id 为 1 的用户,示例如下:
3.7 SQL 的 WHERE 子句
3.7.1 语法
WHERE 子句用于限定选择的标准
。在 SELECT、UPDATE、DELETE
语句中,皆可使用
WHERE 子句来限定选择的标准。
-- 查询语句中的 WHERE 条件
select 列名称 from 表名称 where 列 运算符 值
-- 更新语句中的 WHERE 条件
update 表名称 set 列=新值 where 列 运算符 值
-- 删除语句中的 where 条件
delete from 表名称 where 列 运算符 值
3.7.2 可在 WHERE 子句中使用的运算符
下面的运算符可在 WHERE 子句中使用,用来限定选择的标准:
3.7.3 WHERE 子句示例
可以通过 WHERE 子句来限定 SELECT 的查询条件:
--查询 status 为 1 的所有用户
select * from users where status=1
--查询 id 大于 2 的所有用户
select * from users where id>2
--查询 username 不等于admin 的所有用户
select * from users where username<>admin
3.8 SQL 的 AND 和 OR 运算符
3.8.1 语法
① AND 和 OR 可在 WHERE 子语句中把两个或多个条件结合起来
。
② AND 表示必须同时满足多个条件
,相当于 JavaScript 中的 && 运算符,例如 if (a !== 10 && a !== 20)
③ OR 表示只要满足任意一个条件即可
,相当于 JavaScript 中的 || 运算符,例如 if(a !== 10 || a !== 20)
3.8.2 AND 运算符示例
使用 AND 来显示所有 status 为 0,并且 id 小于 4 的用户:
3.8.2 OR 运算符示例
使用 OR 来显示所有 status 为 1,或者 username 为 zs 的用户:
3.9 SQL 的 ORDER BY 子句
3.9.1 语法
ORDER BY 语句用于根据指定的列
对结果集进行排序。
ORDER BY
语句默认
按照升序
对记录进行排序。
如果您希望按照降序
对记录进行排序,可以使用 DESC
关键字。
3.9.2 ORDER BY 子句 - 升序排序
对 users 表中的数据,按照 status 字段进行升序排序,示例如下:
3.9.3 ORDER BY 子句 – 降序排序
对 users 表中的数据,按照 id 字段进行降序排序,示例如下:
3.9.4 ORDER BY 子句 – 多重排序
对 users 表中的数据,先按照 status
字段进行降序排序
,再按照 username 的字母顺序
,进行升序排序
,示例如下:
3.10 SQL 的 COUNT(*) 函数
3.10.1 语法
COUNT(*)
函数用于返回查询结果的总数据条数
,语法格式如下:
select count(*) from 表名称
3.10.2 COUNT(*) 示例
查询 users 表中 status 为 0 的总数据条数:
3.10.3 使用 AS
为列设置别名
给查询出来的列名称设置别名,可以使用 AS
关键字,示例如下:
4. 在项目中操作MySQL
4.1 在项目中操作数据库的步骤
① 安装操作 MySQL 数据库的第三方模块(mysql
)
② 通过 mysql 模块连接到 MySQL 数据库
③ 通过 mysql 模块执行 SQL 语句
4.2 安装与配置 mysql 模块
4.2.1 安装 mysql 模块 npm install mysql
mysql 模块是托管于 npm 上的第三方模块
。它提供了在 Node.js 项目中连接
和操作
MySQL 数据库的能力。
想要在项目中使用它,需要先运行如下命令,将 mysql 安装为项目的依赖包:
npm install mysql
4.2.1 配置 mysql 模块
在使用 mysql 模块操作 MySQL 数据库之前,必须先对 mysql 模块进行必要的配置
,主要的配置步骤如下:
// 1. 导入 mysql 模块
const mysql = require('mysql')
// 2. 建立与 MYSQL 数据库的连接
const db = mysql.createPool({host: '127.0.0.1', // 数据库的 IP 地址user: 'root', // 登录数据库的账号password: 'root', // 登录数据库的密码database: 'my_db_01' // 指定要操作哪个数据库
})
4.2.3 测试 mysql 模块能否正常工作
调用 db.query() 函数
,指定要执行的 SQL 语句,通过回调函数拿到执行的结果:
// 检测mysql 模块是否能正常工作db.query('SELECT 1',(err,results)=>{if(err) return console.log(err.message)
// 只要能打印出 [RowDataPacket {'1' : 1}] 的结果,就证明数据库连接正常console.log(results)
})
4.3 使用 mysql 模块操作 MySQL 数据库
4.3.1 查询数据
查询 user表 中的所有数据
// 查询 user 表中所有的用户数据
const sqlStr = 'select * from users'
db.query(sqlStr, (err, results) => {// 查询数据失败if (err) return console.log(err.message)// 查询数据成功// 注意:如果执行的是 select 查询语句,则执行的结果是数组console.log(results)
})
4.3.2 插入数据
向 users 表中新增数据, 其中 username 为 Spider-Man,password 为 pcc321。示例代码如下:
// 向 users 表中,新增一条数据,其中 username 的值为 Spider-Man,password 的值为 pcc123const user = { username: 'Spider-Man', password: 'pcc123' }
// 定义待执行的 SQL 语句
const sqlStr = 'insert into users (username, password) values (?, ?)'
// 执行 SQL 语句
db.query(sqlStr, [user.username, user.password], (err, results) => {// 执行 SQL 语句失败了if (err) return console.log(err.message)// 成功了// 注意:如果执行的是 insert into 插入语句,则 results 是一个对象// 可以通过 affectedRows 属性,来判断是否插入数据成功if (results.affectedRows === 1) {console.log('插入数据成功!')}
})
4.3.3 插入数据的便捷方式
向表中新增数据时,如果数据对象的每个属性
和数据表的字段一一对应
,则可以通过如下方式快速插入数据:
// 演示插入数据的便捷方式
const user = { username: 'Spider-Man2', password: 'pcc4321' }
// 定义待执行的 SQL 语句
const sqlStr = 'insert into users set ?'
// 执行 SQL 语句
db.query(sqlStr, user, (err, results) => {if (err) return console.log(err.message)if (results.affectedRows === 1) {console.log('插入数据成功')}
})
4.3.4 更新数据
可以通过如下方式,更新表中的数据:
// 要更新的数据对象
const user = { id: 6, username: 'aaa', password: '000' }
// 定义 SQL 语句
const sqlStr = 'update users set username=?, password=? where id=?'
// 调用 db.query() 执行 SQL 语句的同时,使用数组依次为占位符指定具体的值
db.query(sqlStr, [user.username, user.password, user.id], (err, results) => {if (err) return console.log(err.message) // 失败// 注意:执行了 update 语句之后,执行的结果,也是一个对象,可以通过 affectedRows 判断是否更新成功if (results.affectedRows === 1) { console.log('更新成功') // 成功}
})
4.3.5 更新数据的便捷方式
更新表数据时,如果数据对象的每个属性
和数据表的字段一一对应
,则可以通过如下方式快速更新表数据:
const user = { id: 6, username: 'aaaa', password: '0000' }
// 定义 SQL 语句
const sqlStr = 'update users set ? where id=?'
// 执行 SQL 语句
db.query(sqlStr, [user, user.id], (err, results) => {if (err) return console.log(err.message)if (results.affectedRows === 1) {console.log('更新数据成功')}
})
4.3.6 删除数据
在删除数据时,推荐根据 id 这样的唯一标识,来删除对应的数据。示例如下:
// 1.要执行的 SQL 语句:删除 id 为 5 的用户
const sqlStr = 'delete from users where id=?'
// 2.调用 db.query() 执行SQL 语句的同时,为占位符指定具体的值
// 注意: 如果 SQL 语句中有多个占位符,则必须使用数组为每个占位符指定具体的值
// 如果 SQL 语句只有一个占位符,则可以省略数组。
db.query(sqlStr, 5, (err, results) => {if (err) return console.log(err.message) // 失败// 注意:执行 delete 语句之后,结果也是一个对象,也会包含 affectedRows 属性if (results.affectedRows === 1) {console.log('删除数据成功') // 成功}
})
4.3.7 标记删除
- 使用 DELETE 语句,会把真正的把数据从表中删除掉。为了保险起见,
推荐使用标记删除的形式,来模拟删除的动作。
- 所谓的标记删除,就是在表中设置类似于
status
这样的状态字段
,来标记
当前这条数据是否被删除。 - 当用户执行了删除的动作时,我们并没有执行 DELETE 语句把数据删除掉,而是执行了 UPDATE 语句,将这条数据对应的 status 字段标记为删除即可。
// 标记删除:使用 UPDATE 语句替代 DELETE 语句,只更新数据的状态,并没有真正的删除。
const sqlStr = 'update users set status=? where id=?'
db.query(sqlStr, [1, 6], (err, results) => {if (err) return console.log(err.message) // 失败if (results.affectedRows === 1) { //成功console.log('标记删除成功')}
})
完整代码:
// 1. 导入 mysql 模块
const mysql = require('mysql')
// 2. 建立与 MySQL 数据库的连接关系
const db = mysql.createPool({host: '127.0.0.1', // 数据库的 IP 地址user: 'root', // 登录数据库的账号password: 'root', // 登录数据库的密码database: 'my_db_01', // 指定要操作哪个数据库
})// 测试 mysql 模块能否正常工作
/*db.query('select 1', (err, results) => {// mysql 模块工作期间报错了if(err) return console.log(err.message)// 能够成功的执行 SQL 语句console.log(results)
})*/// 查询 users 表中所有的数据
/* const sqlStr = 'select * from users'
db.query(sqlStr, (err, results) => {// 查询数据失败if (err) return console.log(err.message)// 查询数据成功// 注意:如果执行的是 select 查询语句,则执行的结果是数组console.log(results)
}) */// 向 users 表中,新增一条数据,其中 username 的值为 Spider-Man,password 的值为 pcc123
/* const user = { username: 'Spider-Man', password: 'pcc123' }
// 定义待执行的 SQL 语句
const sqlStr = 'insert into users (username, password) values (?, ?)'
// 执行 SQL 语句
db.query(sqlStr, [user.username, user.password], (err, results) => {// 执行 SQL 语句失败了if (err) return console.log(err.message)// 成功了// 注意:如果执行的是 insert into 插入语句,则 results 是一个对象// 可以通过 affectedRows 属性,来判断是否插入数据成功if (results.affectedRows === 1) {console.log('插入数据成功!')}
})*/// 演示插入数据的便捷方式
/* const user = { username: 'Spider-Man2', password: 'pcc4321' }
// 定义待执行的 SQL 语句
const sqlStr = 'insert into users set ?'
// 执行 SQL 语句
db.query(sqlStr, user, (err, results) => {if (err) return console.log(err.message)if (results.affectedRows === 1) {console.log('插入数据成功')}
})*/// 演示如何更新用户的信息
/* const user = { id: 6, username: 'aaa', password: '000' }
// 定义 SQL 语句
const sqlStr = 'update users set username=?, password=? where id=?'
// 执行 SQL 语句
db.query(sqlStr, [user.username, user.password, user.id], (err, results) => {if (err) return console.log(err.message)// 注意:执行了 update 语句之后,执行的结果,也是一个对象,可以通过 affectedRows 判断是否更新成功if (results.affectedRows === 1) {console.log('更新成功')}
}) */// 演示更新数据的便捷方式
/* const user = { id: 6, username: 'aaaa', password: '0000' }
// 定义 SQL 语句
const sqlStr = 'update users set ? where id=?'
// 执行 SQL 语句
db.query(sqlStr, [user, user.id], (err, results) => {if (err) return console.log(err.message)if (results.affectedRows === 1) {console.log('更新数据成功')}
}) */// 删除 id 为 5 的用户
/* const sqlStr = 'delete from users where id=?'
db.query(sqlStr, 5, (err, results) => {if (err) return console.log(err.message)// 注意:执行 delete 语句之后,结果也是一个对象,也会包含 affectedRows 属性if (results.affectedRows === 1) {console.log('删除数据成功')}
}) */// 标记删除
const sqlStr = 'update users set status=? where id=?'
db.query(sqlStr, [1, 6], (err, results) => {if (err) return console.log(err.message)if (results.affectedRows === 1) {console.log('标记删除成功')}
})
5. 前后端的身份验证
5.1 Web开发模式
目前主流的Web开发模式有两种,分别是:
① 基于服务器渲染
的传统 Web开发模式
② 基于前后端分离
的新型 Web开发模式
5.1.1 服务端渲染的 Web 开发模式
服务器渲染的概念
:服务器发送给客户端的 HTML 页面
,是在服务器通过字符串的拼接,动态生成的
。因此,客户端不需要使用 Ajax 这样的技术额外请求页面的数据。代码示例如下:
app.get('./index.html'),(req,res)=>{// 1.要渲染的数据
const user = {name:'mm',age: 22}
// 2.服务器通过字符串的拼接,动态生成 HTML 内容
const html = `<h1>姓名:${user.name},年龄: ${user.age}</h1>`
// 3.把生成好的页面内响应给客户端。因此,客户端拿到的是带有真实的 HTML 页面
res.send(html)
})
5.2.2 服务端渲染的优缺点
① 优点:
前端耗时少
。因为服务器端负责动态生成 HTML 内容,浏览器只需要直接渲染页面即可。尤其是移动端,更省电。有利于SEO
。因为服务器端响应的是完整的 HTML 页面内容,所以爬虫更容易爬取获得信息,更有利于 SEO。
② 缺点:
占用服务器端资源
。即服务器端完成 HTML 页面内容的拼接,如果请求较多,会对服务器造成一定的访问压力。不利于前后端分离,开发效率低
。使用服务器端渲染,则无法进行分工合作
,尤其对于前端复杂度高
的项目,不利于项目高效开发。
5.2.3 前后端分离的 Web 开发模式
前后端分离的概念:前后端分离的开发模式,依赖于 Ajax 技术的广泛应用
。简而言之,前后端分离的 Web 开发模式,就是后端只负责提供 API 接口,前端使用 Ajax 调用接口
的开发模式。
5.2.4 前后端分离的优缺点
① 优点:
开发体验好
。前端专注于 UI 页面的开发,后端专注于api 的开发,且前端有更多的选择性。用户体验好
。Ajax 技术的广泛应用,极大的提高了用户的体验,可以轻松实现页面的局部刷新。减轻了服务器端的渲染压力
。因为页面最终是在每个用户的浏览器中生成的。
② 缺点:
不利于 SEO
。因为完整的 HTML 页面需要在客户端动态拼接完成,所以爬虫对无法爬取页面的有效信息。(解决方案:利用 Vue、React 等前端框架的SSR
(server side render)技术能够很好的解决 SEO 问题!)
5.2.5 如何选择 Web 开发模式
不谈业务场景而盲目选择使用何种开发模式都是耍流氓。
- 比如企业级网站,主要功能是展示而没有复杂的交互,并且需要良好的 SEO,则这时我们就需要使用服务器端渲染;
- 而类似后台管理项目,交互性比较强,不需要考虑 SEO,那么就可以使用前后端分离的开发模式。
另外,具体使用何种开发模式并不是绝对的,为了同时兼顾了首页的渲染速度
和前后端分离的开发效率
,一些网站采用了首屏服务器端渲染 + 其他页面前后端分离的开发模式。
5.2 身份验证
5.2.1 什么是身份验证
身份认证
(Authentication)又称“身份验证”、“鉴权”,是指通过一定的手段,完成对用户身份的确认。
- 日常生活中的身份认证随处可见,例如:高铁的验票乘车,手机的密码或指纹解锁,支付宝或微信的支付密码等。
- 在 Web 开发中,也涉及到用户身份的认证,例如:各大网站的
手机验证码登录
、邮箱密码登录
、二维码登录
等。
5.2.2 为什么需要身份验证
身份认证的目的,是为了确认当前所声称为某种身份的用户,确实是所声称的用户
。例如,你去找快递员取快递,你要怎么证明这份快递是你的。
5.2.3 不同模式下的身份验证
对于服务端渲染
和前后端分离
这两种开发模式来说,分别有着不同的身份认证方案:
服务端渲染
推荐使用Session 认证机制
前后端分离
推荐使用JWT 认证机制
5.3 Session 认证机制
5.3.1 HTTP 协议的无状态性
HTTP 协议的无状态性,指的是客户端的每次 HTTP 请求都是独立的
,连续多个请求之间没有直接的关系,服务器不会主动保留每次 HTTP 请求的状态
。
5.3.2 如何突破 HTTP 无状态的限制
对于超市来说,为了方便收银员在进行结算时给 VIP 用户打折,超市可以为每个 VIP 用户发放会员卡。
注意:现实生活中的会员卡身份认证方
式,在 Web 开发中的专业术语叫做 Cookie
。
5.3.3 什么是 Cookie
- Cookie 是
存储在用户浏览器中的一段不超过 4 KB 的字符串
。它由一个名称
(Name)、一个值
(Value)和其它几个用于控制 Cookie有效期
、安全性
、使用范围
的可选属性组成。 - 不同域名下的 Cookie 各自独立,每当客户端发起请求时,会
自动
把当前域名下
所有未过期的 Cookie
一同发送到服务器。
Cookie的几大特性:
① 自动发送
② 域名独立
③ 过期时限
④ 4KB 限制
5.3.4 Cookie 在身份认证中的作用
① i 客户端第一次请求服务器的时候,服务器通过响应头的形式
,向客户端发送一个身份认证的 Cookie,客户端会自动将 Cookie 保存在浏览器中。
② 随后,当客户端浏览器每次请求服务器的时候,浏览器会自动
将身份认证相关的 Cookie,通过请求头的形式
发送给服务器,服务器即可验明客户端的身份。
5.3.5 Cookie 不具有安全性
由于 Cookie 是存储在浏览器中的,而且浏览器也提供了读写 Cookie 的 API
,因此 Cookie 很容易被伪造
,不具有安全性。因此不建议服务器将重要的隐私数据,通过 Cookie 的形式发送给浏览器。
5.3.6 提高身份认证的安全性
为了防止客户伪造会员卡,收银员在拿到客户出示的会员卡之后,必须在收银机上进行刷卡认证
。只有收银机确认存在的会员卡,才能被正常使用。
5.3.7 Session 的工作原理
5.4 在 Express 中使用 Session 认证
5.4.1 安装
express-session 中间件
在 Express 项目中,只需要安装 express-session
中间件,即可在项目中使用 Session 认证:
npm install express-session
5.4.2 配置
express-session 中间件
express 中间件安装成功之后,需要通过 app.use() 来注册 session中间件
,示例代码如下:
// 1. 导入 session 中间件
const session = require('express-session')// 2. 配置 Session 中间件
app.use(session({secret:'keyboard cat', // secret 属性的值可以为任意字符串
resave: false, // 固定写法
saveUninitialized: true // 固定写法
}))
5.4.3 向 session 中存数据
当 express-session 中间件配置成功后,即可通过 req.session
来访问和使用 session 对象,从而存储用户的关键信息:
app.post('/api/login',(req,res)=>{// 判断用户提交的登录信息是否正确
if(req.body.username !=='admin') req.body.password !== '000000'){return res.send({ status: 1,msg: '登陆失败!'})
}// 将登录成功后的用户信息,保存到 Session 中//只有成功配置了 express-session 这个中间件之后 才能够通过 req 点出来这个属性
req.session.user = req.body //将用户的信息,存储到Session 中
req.session.islogin = true // 将用户的登陆状态,存储到 Session 中
res.send({ status:0,msg: '登录成功!'})
})
5.4.4 从 session 中取数据
可以直接从 req.session
对象上获取之前存储的数据,示例代码如下:
// 获取用户姓名的接口 从 session 中取数据
app.get('/api/username',(req,res)=>{// 判断用户是否登录
//从 Session 中获取用户的名称,响应给客户端if(!req.session.islogin){return res.send({ status:1,msg:'fail'})}res.send({status: 0,msg: 'success',username: req.session.user.username})
})
5.4.5 清空 session
调用 req.session.destroy()
函数,即可清空服务器保存的 session 信息。
// 退出登录的接口 //清空session
app.post('/api/logout', (req, res) => {// 清空 Session 当前客户端对应的session信息req.session.destroy()res.send({status: 0,msg: '退出登录成功!'})})
⭐session 完整代码
// 导入 express 模块
const express = require('express')// 创建 express 的服务器实例
const app = express()// TODO_01:请配置 Session 中间件
const session = require('express-session')
app.use(session({secret: 'itheima',resave: false,saveUninitialized: true}))// 托管静态页面
app.use(express.static('./pages'))// 解析 POST 提交过来的表单数据
app.use(express.urlencoded({ extended: false }))// 登录的 API 接口
app.post('/api/login', (req, res) => {// 判断用户提交的登录信息是否正确if (req.body.username !== 'admin' || req.body.password !== '000000') {return res.send({ status: 1, msg: '登录失败' })}// TODO_02:请将登录成功后的用户信息,保存到 Session 中//只有成功配置了 express-session 这个中间件之后 才能够通过 req 点出来这个属性req.session.user = req.body //用户的信息req.session.islogin = true //用户的登录状态res.send({ status: 0, msg: '登录成功' })
})// 获取用户姓名的接口 //从session中取数据
app.get('/api/username', (req, res) => {// TODO_03:请从 Session 中获取用户的名称,响应给客户端if (!req.session.islogin) {return res.send({ status: 1, msg: 'fail' })}res.send({status: 0,msg: 'success',username: req.session.user.username})
})// 退出登录的接口 //清空session
app.post('/api/logout', (req, res) => {// TODO_04:清空 Session 当前客户端对应的session信息req.session.destroy()res.send({status: 0,msg: '退出登录成功!'})})// 调用 app.listen 方法,指定端口号并启动web服务器
app.listen(80, function() {console.log('Express server running at http://127.0.0.1:80')
})
5.5 JWT 认证机制
5.5.1 了解 Session 认证的局限性
Session 认证机制需要配合 Cookie 才能实现
。由于 Cookie 默认不支持跨域访问,所以,当涉及到前端跨域请求后端接口
的时候,需要做很多额外的配置
,才能实现跨域 Session 认证。
注意:
- 当前端请求后端接口
不存在跨域问题
的时候,推荐使用 Session 身份认证机制
。 - 当前端
需要跨域请求后端接口
的时候,不推荐使用 Session 身份认证机制,推荐使用 JWT 认证机制
。
5.2.2 什么是 JWT
JWT(英文全称:JSON Web Token)是目前最流行
的跨域认证解决方案
5.2.3 JWT 的工作原理
总结:用户的信息通过 Token 字符串的形式,保存在客户端浏览器中。服务器通过还原 Token 字符串的形式来认证用户的身份。
5.5.4 JWT 的组成部分
JWT 通常由三部分组成,分别是 Header(头部)
、Payload(有效荷载)
、Signature(签名)
。
三者之间使用英文的“.”
分隔,格式如下:
Header.Payload.Signature
5.5.6 JWT 的三个部分各自代表的含义
JWT 的三个组成部分,从前到后分别是 Header、Payload、Signature。
其中:
Payload
部分才是真正的用户信息
,它是用户信息经过加密之后生成的字符串。- Header 和 Signature 是
安全性相关
的部分,只是为了保证 Token 的安全性。
5.5.7 JWT 的使用方式
客户端收到服务器返回的 JWT 之后,通常会将它储存在 localStorage
或 sessionStorage
中。
此后,客户端每次与服务器通信,都要带上这个 JWT 的字符串,从而进行身份认证。推荐的做法是把 JWT 放在 HTTP 请求头的 Authorization 字段中
,格式如下:
Aurthorization: Bearer <token>
5.6 在 Express 中使用 JWT
5.6.1 安装 JWT 相关的包
运行如下命令安装如下两个 JWT 相关的包:
npm jsonwebtoken express-jwt
其中:
jsonwebtoken
用于生成 JWT 字符串
express-jwt
用于将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象
5.6.2 导入 JWT 相关的包
使用 require()
函数,分别导入 JWT 相关的两个包:
// 安装并导入 JWT 相关的两个包,分别是 jsonwebtoken 和 express-jwt
// 1.导入用于生成 JWT 字符串的包
const jwt = require('jsonwebtoken')
// 2. 导入用于将客户端发送过来的 JWT 字符串,解析还原成 JSON 对象的包
const expressJW = require('express-jwt')
5.6.3 定义 secret 密钥
为了保证 JWT 字符串的安全性
,防止 JWT 字符串在网络传输过程中被别人破解,我们需要专门定义一个用于加密
和解密
的 secret 密钥:
① 当生成 JWT 字符串的时候,需要使用 secret 密钥对用户的信息进行加密
,最终得到加密好的 JWT 字符串
② 当把 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的时候,需要使用 secret 密钥进行解密
// 3. secret密钥的本质: 就是一个字符串
const secret = 'itheima No1 ^_^'
5.6.4 在登录成功后生成 JWT 字符串
调用 jsonwebtoken
包提供的 sign()
方法,将用户的信息加密成 JWT 字符串,响应给客户端:
app.post('/api/login', function (req, res) {// 将 req.body 请求体中的数据,转存为 userinfo 常量const userinfo = req.body// 登录失败if (userinfo.username !== 'admin' || userinfo.password !== '000000') {return res.send({status: 400,message: '登录失败!',})}// 登录成功// TODO_03:在登录成功之后,调用 jwt.sign() 方法生成 JWT 字符串。并通过 token 属性发送给客户端// 参数1:用户的信息对象// 参数2:加密的秘钥// 参数3:配置对象,可以配置当前 token 的有效期// 记住:千万不要把密码加密到 token 字符中const tokenStr = jwt.sign({ username: userinfo.username }, secretKey, { expiresIn: '30s' })res.send({status: 200,message: '登录成功!',token: tokenStr, // 要发送给客户端的 token 字符串})
})
5.6.5 将 JWT 字符串还原为 JSON 对象
客户端每次在访问那些有权限接口的时候,都需要主动通过请求头中的 Authorization 字段
,将 Token 字符串发送到服务器进行身份认证。
此时,服务器可以通过 express-jwt
这个中间件,自动将客户端发送过来的 Token 解析还原成 JSON 对象:
// 注册将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的中间件
// 使用 app.use()来注册中间件
// expressJWT({ secret: secretKey }) 就是用来解析 token 的中间件
// unless({ path: [/^\/api\//] }) 用来解析哪些接口不需要访问权限
// 注意:只要配置成功了 express-jwt 这个中间件,就可以把解析出来的用户信息,挂载到 req.user 属性上
app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))
5.6.6 使用 req.user 获取用户信息
当 express-jwt 这个中间件配置成功之后,即可在那些有权限的接口中,使用 req.user 对象,来访问从 JWT 字符串中解析出来的用户信息了,示例代码如下:
// 这是一个有权限的 API 接口
app.get('/admin/getinfo', function (req, res) {// 使用 req.user 获取用户信息,并使用 data 属性将用户信息发送给客户端console.log(req.user)res.send({status: 200,message: '获取用户信息成功!',data: req.user, // 要发送给客户端的用户信息})
})
5.6.7 捕获解析 JWT 失败后产生的错误
当使用 express-jwt 解析 Token 字符串时,如果客户端发送过来的 Token 字符串过期
或不合法
,会产生一个解析失败
的错误,影响项目的正常运行。我们可以通过 Express 的错误中间件
,捕获这个错误并进行相关的处理,示例代码如下:
// 使用全局错误处理中间件,捕获解析 JWT 失败后产生的错误
app.use((err, req, res, next) => {// 这次错误是由 token 解析失败导致的if (err.name === 'UnauthorizedError') {return res.send({status: 401,message: '无效的token',})}res.send({status: 500,message: '未知的错误',})
})
⭐在 Express 中使用 JWT完整代码
// 导入 express 模块
const express = require('express')
// 创建 express 的服务器实例
const app = express()// TODO_01:安装并导入 JWT 相关的两个包,分别是 jsonwebtoken 和 express-jwt
const jwt = require('jsonwebtoken')
const expressJWT = require('express-jwt')// 允许跨域资源共享
const cors = require('cors')
app.use(cors())// 解析 post 表单数据的中间件
const bodyParser = require('body-parser')
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }))// TODO_02:定义 secret 密钥,建议将密钥命名为 secretKey
const secretKey = 'itheima No1 ^_^'// TODO_04:注册将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的中间件
// 注意:只要配置成功了 express-jwt 这个中间件,就可以把解析出来的用户信息,挂载到 req.user 属性上
app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))// 登录接口
app.post('/api/login', function (req, res) {// 将 req.body 请求体中的数据,转存为 userinfo 常量const userinfo = req.body// 登录失败if (userinfo.username !== 'admin' || userinfo.password !== '000000') {return res.send({status: 400,message: '登录失败!',})}// 登录成功// TODO_03:在登录成功之后,调用 jwt.sign() 方法生成 JWT 字符串。并通过 token 属性发送给客户端// 参数1:用户的信息对象// 参数2:加密的秘钥// 参数3:配置对象,可以配置当前 token 的有效期// 记住:千万不要把密码加密到 token 字符中const tokenStr = jwt.sign({ username: userinfo.username }, secretKey, { expiresIn: '30s' })res.send({status: 200,message: '登录成功!',token: tokenStr, // 要发送给客户端的 token 字符串})
})// 这是一个有权限的 API 接口
app.get('/admin/getinfo', function (req, res) {// TODO_05:使用 req.user 获取用户信息,并使用 data 属性将用户信息发送给客户端console.log(req.user)res.send({status: 200,message: '获取用户信息成功!',data: req.user, // 要发送给客户端的用户信息})
})// TODO_06:使用全局错误处理中间件,捕获解析 JWT 失败后产生的错误
app.use((err, req, res, next) => {// 这次错误是由 token 解析失败导致的if (err.name === 'UnauthorizedError') {return res.send({status: 401,message: '无效的token',})}res.send({status: 500,message: '未知的错误',})
})// 调用 app.listen 方法,指定端口号并启动web服务器
app.listen(8888, function () {console.log('Express server running at http://127.0.0.1:8888')
})
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