M

MLOG

Latviešu

Izpētiet progresīvus starpprogrammatūras modeļus Express.js, lai veidotu robustas, mērogojamas un uzturamas tīmekļa lietotnes globālai auditorijai. Uzziniet par kļūdu apstrādi, autentifikāciju, ātruma ierobežošanu un daudz ko citu.

Express.js starpprogrammatūra: progresīvu modeļu apgūšana mērogojamām lietotnēm

Express.js, ātrs, neuzspiedošs un minimālistisks tīmekļa ietvars Node.js, ir stūrakmens tīmekļa lietotņu un API veidošanā. Tā pamatā ir jaudīgais starpprogrammatūras (middleware) koncepts. Šis bloga ieraksts iedziļinās progresīvos starpprogrammatūras modeļos, sniedzot jums zināšanas un praktiskus piemērus, lai radītu robustas, mērogojamas un uzturamas lietotnes, kas piemērotas globālai auditorijai. Mēs izpētīsim paņēmienus kļūdu apstrādei, autentifikācijai, autorizācijai, ātruma ierobežošanai un citiem svarīgiem mūsdienu tīmekļa lietotņu veidošanas aspektiem.

Izpratne par starpprogrammatūru: pamats

Express.js starpprogrammatūras funkcijas ir funkcijas, kurām ir piekļuve pieprasījuma objektam (req), atbildes objektam (res) un nākamajai starpprogrammatūras funkcijai lietotnes pieprasījuma-atbildes ciklā. Starpprogrammatūras funkcijas var veikt dažādus uzdevumus, tostarp:

Starpprogrammatūra būtībā ir konveijers (pipeline). Katra starpprogrammatūras daļa veic savu specifisko funkciju un pēc tam, pēc izvēles, nodod vadību nākamajai starpprogrammatūrai ķēdē. Šī modulārā pieeja veicina koda atkārtotu izmantošanu, atbildības jomu sadalīšanu un tīrāku lietotnes arhitektūru.

Starpprogrammatūras anatomija

Tipiska starpprogrammatūras funkcija atbilst šai struktūrai:

function myMiddleware(req, res, next) {
  // Veic darbības
  // Piemērs: reģistrēt pieprasījuma informāciju
  console.log(`Request: ${req.method} ${req.url}`);

  // Izsauc nākamo starpprogrammatūru stekā
  next();
}

Funkcija next() ir ļoti svarīga. Tā signalizē Express.js, ka pašreizējā starpprogrammatūra ir pabeigusi savu darbu un vadība jānodod nākamajai starpprogrammatūras funkcijai. Ja next() netiek izsaukta, pieprasījums tiks apturēts, un atbilde nekad netiks nosūtīta.

Starpprogrammatūras veidi

Express.js nodrošina vairākus starpprogrammatūras veidus, katrs no kuriem kalpo noteiktam mērķim:

Progresīvi starpprogrammatūras modeļi

Apskatīsim dažus progresīvus modeļus, kas var būtiski uzlabot jūsu Express.js lietotnes funkcionalitāti, drošību un uzturēšanu.

1. Kļūdu apstrādes starpprogrammatūra

Efektīva kļūdu apstrāde ir vissvarīgākā, veidojot uzticamas lietotnes. Express.js nodrošina īpašu kļūdu apstrādes starpprogrammatūras funkciju, kas tiek novietota *pēdējā* starpprogrammatūras stekā. Šī funkcija pieņem četrus argumentus: (err, req, res, next).

Šeit ir piemērs:

// Kļūdu apstrādes starpprogrammatūra
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack); // Reģistrēt kļūdu atkļūdošanai
  res.status(500).send('Something broke!'); // Atbildēt ar atbilstošu statusa kodu
});

Galvenie apsvērumi kļūdu apstrādē:

2. Autentifikācijas un autorizācijas starpprogrammatūra

Jūsu API drošība un sensitīvu datu aizsardzība ir ļoti svarīga. Autentifikācija pārbauda lietotāja identitāti, savukārt autorizācija nosaka, ko lietotājs drīkst darīt.

Autentifikācijas stratēģijas:

Autorizācijas stratēģijas:

Piemērs (JWT autentifikācija):

const jwt = require('jsonwebtoken');
const secretKey = 'JŪSU_SLEPENA_ATSLEGA'; // Aizvietojiet ar spēcīgu, vides mainīgajā balstītu atslēgu

// Starpprogrammatūra JWT marķieru pārbaudei
function authenticateToken(req, res, next) {
  const authHeader = req.headers['authorization'];
  const token = authHeader && authHeader.split(' ')[1];

  if (token == null) return res.sendStatus(401); // Neautorizēts

  jwt.verify(token, secretKey, (err, user) => {
    if (err) return res.sendStatus(403); // Aizliegts
    req.user = user; // Pievienot lietotāja datus pieprasījumam
    next();
  });
}

// Piemēra maršruts, ko aizsargā autentifikācija
app.get('/profile', authenticateToken, (req, res) => {
  res.json({ message: `Sveicināti, ${req.user.username}` });
});

Svarīgi drošības apsvērumi:

3. Ātruma ierobežošanas starpprogrammatūra

Ātruma ierobežošana aizsargā jūsu API no ļaunprātīgas izmantošanas, piemēram, pakalpojuma atteikuma (DoS) uzbrukumiem un pārmērīga resursu patēriņa. Tā ierobežo pieprasījumu skaitu, ko klients var veikt noteiktā laika periodā.

Ātruma ierobežošanai parasti izmanto tādas bibliotēkas kā express-rate-limit. Apsveriet arī pakotni helmet, kas ietver pamata ātruma ierobežošanas funkcionalitāti papildus virknei citu drošības uzlabojumu.

Piemērs (izmantojot express-rate-limit):

const rateLimit = require('express-rate-limit');

const limiter = rateLimit({
  windowMs: 15 * 60 * 1000, // 15 minūtes
  max: 100, // Ierobežot katru IP līdz 100 pieprasījumiem uz windowMs
  message: 'Pārāk daudz pieprasījumu no šī IP, lūdzu, mēģiniet vēlreiz pēc 15 minūtēm',
});

// Piemērot ātruma ierobežotāju konkrētiem maršrutiem
app.use('/api/', limiter);

// Alternatīvi, piemērot visiem maršrutiem (parasti mazāk vēlams, ja vien visa datplūsma nav jāapstrādā vienādi)
// app.use(limiter);

Pielāgošanas iespējas ātruma ierobežošanai ietver:

4. Pieprasījuma ķermeņa parsēšanas starpprogrammatūra

Express.js pēc noklusējuma nepārveido pieprasījuma ķermeni (request body). Jums būs jāizmanto starpprogrammatūra, lai apstrādātu dažādus ķermeņa formātus, piemēram, JSON un URL kodētus datus. Lai gan vecākās implementācijās varētu būt izmantotas pakotnes kā `body-parser`, pašreizējā labākā prakse ir izmantot Express iebūvēto starpprogrammatūru, kas pieejama kopš Express v4.16.

Piemērs (izmantojot iebūvēto starpprogrammatūru):

app.use(express.json()); // Pārveido JSON kodētus pieprasījuma ķermeņus
app.use(express.urlencoded({ extended: true })); // Pārveido URL kodētus pieprasījuma ķermeņus

Starpprogrammatūra `express.json()` pārveido ienākošos pieprasījumus ar JSON kravām un padara pārveidotos datus pieejamus `req.body`. Starpprogrammatūra `express.urlencoded()` pārveido ienākošos pieprasījumus ar URL kodētām kravām. Opcija `{ extended: true }` ļauj pārveidot bagātīgus objektus un masīvus.

5. Reģistrēšanas starpprogrammatūra

Efektīva reģistrēšana (logging) ir būtiska jūsu lietotnes atkļūdošanai, uzraudzībai un auditēšanai. Starpprogrammatūra var pārtvert pieprasījumus un atbildes, lai reģistrētu attiecīgo informāciju.

Piemērs (Vienkārša reģistrēšanas starpprogrammatūra):

const morgan = require('morgan'); // Populārs HTTP pieprasījumu reģistrētājs

app.use(morgan('dev')); // Reģistrēt pieprasījumus 'dev' formātā

// Cits piemērs, pielāgota formatēšana
app.use((req, res, next) => {
  console.log(`${req.method} ${req.url} - ${new Date().toISOString()}`);
  next();
});

Ražošanas vidēm apsveriet iespēju izmantot robustāku reģistrēšanas bibliotēku (piem., Winston, Bunyan) ar sekojošām iespējām:

6. Pieprasījuma validācijas starpprogrammatūra

Validējiet ienākošos pieprasījumus, lai nodrošinātu datu integritāti un novērstu neparedzētu uzvedību. Tas var ietvert pieprasījuma galveņu, vaicājuma parametru un pieprasījuma ķermeņa datu validāciju.

Bibliotēkas pieprasījumu validācijai:

Piemērs (izmantojot Joi):

const Joi = require('joi');

const userSchema = Joi.object({
  username: Joi.string().min(3).max(30).required(),
  email: Joi.string().email().required(),
  password: Joi.string().min(6).required(),
});

function validateUser(req, res, next) {
  const { error } = userSchema.validate(req.body, { abortEarly: false }); // Iestatiet abortEarly uz false, lai iegūtu visas kļūdas

  if (error) {
    return res.status(400).json({ errors: error.details.map(err => err.message) }); // Atgriezt detalizētus kļūdu ziņojumus
  }

  next();
}

app.post('/users', validateUser, (req, res) => {
  // Lietotāja dati ir derīgi, turpināt ar lietotāja izveidi
  res.status(201).json({ message: 'Lietotājs veiksmīgi izveidots' });
});

Labākās prakses pieprasījumu validācijai:

7. Atbildes saspiešanas starpprogrammatūra

Uzlabojiet savas lietotnes veiktspēju, saspiežot atbildes pirms to nosūtīšanas klientam. Tas samazina pārsūtīto datu apjomu, nodrošinot ātrāku ielādes laiku.

Piemērs (izmantojot saspiešanas starpprogrammatūru):

const compression = require('compression');

app.use(compression()); // Iespējot atbildes saspiešanu (piem., gzip)

compression starpprogrammatūra automātiski saspiež atbildes, izmantojot gzip vai deflate, pamatojoties uz klienta Accept-Encoding galveni. Tas ir īpaši noderīgi, pasniedzot statiskus resursus un lielas JSON atbildes.

8. CORS (Cross-Origin Resource Sharing) starpprogrammatūra

Ja jūsu API vai tīmekļa lietotnei ir jāpieņem pieprasījumi no dažādiem domēniem (izcelsmēm), jums būs jākonfigurē CORS. Tas ietver atbilstošu HTTP galveņu iestatīšanu, lai atļautu starpizcelsmju pieprasījumus.

Piemērs (izmantojot CORS starpprogrammatūru):

const cors = require('cors');

const corsOptions = {
  origin: 'https://jusu-atlautais-domens.com',
  methods: 'GET,POST,PUT,DELETE',
  allowedHeaders: 'Content-Type,Authorization'
};

app.use(cors(corsOptions));

// VAI lai atļautu visas izcelsmes (izstrādei vai iekšējām API -- lietot ar piesardzību!)
// app.use(cors());

Svarīgi apsvērumi par CORS:

9. Statisko failu pasniegšana

Express.js nodrošina iebūvētu starpprogrammatūru statisko failu (piem., HTML, CSS, JavaScript, attēlu) pasniegšanai. To parasti izmanto jūsu lietotnes priekšgala (front-end) pasniegšanai.

Piemērs (izmantojot express.static):

app.use(express.static('public')); // Pasniegt failus no 'public' direktorijas

Novietojiet savus statiskos resursus public direktorijā (vai jebkurā citā jūsu norādītā direktorijā). Express.js pēc tam automātiski pasniegs šos failus, pamatojoties uz to failu ceļiem.

10. Pielāgota starpprogrammatūra specifiskiem uzdevumiem

Papildus apspriestajiem modeļiem, jūs varat izveidot pielāgotu starpprogrammatūru, kas pielāgota jūsu lietotnes specifiskajām vajadzībām. Tas ļauj jums iekapsulēt sarežģītu loģiku un veicināt koda atkārtotu izmantošanu.

Piemērs (Pielāgota starpprogrammatūra funkcionalitātes karogiem (Feature Flags)):

// Pielāgota starpprogrammatūra, lai iespējotu/atspējotu funkcijas, pamatojoties uz konfigurācijas failu
const featureFlags = require('./config/feature-flags.json');

function featureFlagMiddleware(featureName) {
  return (req, res, next) => {
    if (featureFlags[featureName] === true) {
      next(); // Funkcija ir iespējota, turpināt
    } else {
      res.status(404).send('Funkcija nav pieejama'); // Funkcija ir atspējota
    }
  };
}

// Lietošanas piemērs
app.get('/new-feature', featureFlagMiddleware('newFeatureEnabled'), (req, res) => {
  res.send('Šī ir jaunā funkcija!');
});

Šis piemērs demonstrē, kā izmantot pielāgotu starpprogrammatūru, lai kontrolētu piekļuvi konkrētiem maršrutiem, pamatojoties uz funkcionalitātes karogiem. Tas ļauj izstrādātājiem kontrolēt funkcionalitātes izlaišanu, nepārvietojot vai nemainot kodu, kas nav pilnībā pārbaudīts, kas ir izplatīta prakse programmatūras izstrādē.

Labākās prakses un apsvērumi globālām lietotnēm

Noslēgums

Progresīvu starpprogrammatūras modeļu apgūšana ir ļoti svarīga, lai veidotu robustas, drošas un mērogojamas Express.js lietotnes. Efektīvi izmantojot šos modeļus, jūs varat izveidot lietotnes, kas ir ne tikai funkcionālas, bet arī uzturamas un labi piemērotas globālai auditorijai. Atcerieties visā izstrādes procesā par prioritāti izvirzīt drošību, veiktspēju un uzturamību. Ar rūpīgu plānošanu un īstenošanu jūs varat izmantot Express.js starpprogrammatūras jaudu, lai veidotu veiksmīgas tīmekļa lietotnes, kas atbilst lietotāju vajadzībām visā pasaulē.

Papildu lasāmviela:

Express.js starpprogrammatūra: progresīvu modeļu apgūšana mērogojamām lietotnēm | MLOG