Node中如何使用Express中間件

# Node中如何使用Express中間件

## 引言

Express.js作為Node.js最流行的Web框架之一，其核心功能之一就是中間件（Middleware）機制。中間件允許開發者以模塊化的方式處理HTTP請求，實現身份驗證、日志記錄、錯誤處理等通用功能。本文將全面解析Express中間件的使用方式，涵蓋基礎概念、分類、編寫方法以及實際應用場景。

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## 目錄
1. [什么是Express中間件](#什么是express中間件)
2. [中間件的執行流程](#中間件的執行流程)
3. [中間件的分類](#中間件的分類)
   - 3.1 [應用級中間件](#應用級中間件)
   - 3.2 [路由級中間件](#路由級中間件)
   - 3.3 [錯誤處理中間件](#錯誤處理中間件)
   - 3.4 [內置中間件](#內置中間件)
   - 3.5 [第三方中間件](#第三方中間件)
4. [自定義中間件開發](#自定義中間件開發)
5. [常用第三方中間件推薦](#常用第三方中間件推薦)
6. [性能優化與最佳實踐](#性能優化與最佳實踐)
7. [實戰案例](#實戰案例)
8. [總結](#總結)

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## 什么是Express中間件

Express中間件是處理HTTP請求的函數，能夠訪問請求對象（`req`）、響應對象（`res`）和下一個中間件函數（`next`）。其核心特征如下：

```javascript
function middleware(req, res, next) {
  // 處理邏輯
  next(); // 調用下一個中間件
}

• 訪問請求/響應：可修改req/res對象
• 控制流程：通過next()決定是否繼續執行后續中間件
• 鏈式調用：多個中間件按順序組成處理管道

中間件的執行流程

Express中間件的執行遵循“洋蔥模型”：

請求 → Middleware1 → Middleware2 → Route Handler → Middleware2 → Middleware1 → 響應

關鍵特性： - 順序敏感：按app.use()聲明順序執行 - 可提前終止：不調用next()或直接發送響應時流程中斷 - 錯誤冒泡：通過next(err)觸發錯誤處理中間件

中間件的分類

應用級中間件

綁定到app對象，全局生效：

// 記錄所有請求的日志
app.use((req, res, next) => {
  console.log(`${req.method} ${req.url}`);
  next();
});

// 路徑限定中間件
app.use('/admin', adminCheckMiddleware);

路由級中間件

綁定到特定路由：

router.get('/users', authMiddleware, (req, res) => {
  // 僅當authMiddleware通過時執行
});

錯誤處理中間件

四個參數的函數：

app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack);
  res.status(500).send('Server Error!');
});

內置中間件

Express自帶的常用中間件：

app.use(express.json()); // 解析JSON請求體
app.use(express.urlencoded({ extended: true })); // 解析表單數據
app.use(express.static('public')); // 靜態文件服務

第三方中間件

社區提供的功能模塊：

const cors = require('cors');
app.use(cors()); // 跨域支持

自定義中間件開發

基礎示例：請求時間記錄器

function requestTimer(req, res, next) {
  req.startTime = Date.now();
  res.on('finish', () => {
    const duration = Date.now() - req.startTime;
    console.log(`Request took ${duration}ms`);
  });
  next();
}
app.use(requestTimer);

進階模式：可配置中間件

function rateLimiter(options = {}) {
  const { windowMs = 60000, max = 100 } = options;
  const requests = new Map();

  return (req, res, next) => {
    const ip = req.ip;
    const currentWindow = Math.floor(Date.now() / windowMs);
    
    if (!requests.has(ip)) {
      requests.set(ip, { count: 1, window: currentWindow });
    } else {
      const record = requests.get(ip);
      if (record.window === currentWindow) {
        if (record.count >= max) return res.status(429).send('Too Many Requests');
        record.count++;
      } else {
        record.count = 1;
        record.window = currentWindow;
      }
    }
    next();
  };
}

app.use(rateLimiter({ windowMs: 30000, max: 50 }));

常用第三方中間件推薦

性能優化與最佳實踐

1. 中間件順序優化

   • 將高頻路徑中間件前置
   • 盡早終止無效請求（如身份驗證失?。?/li>

2. 避免阻塞操作 “`javascript // 錯誤示范（同步阻塞） app.use((req, res, next) => { fs.readFileSync(‘large-file.txt’); // 阻塞事件循環 next(); });

// 正確做法（異步非阻塞） app.use(async (req, res, next) => { await fs.promises.readFile(‘large-file.txt’); next(); });

3. **生產環境注意事項**
   - 禁用開發日志中間件（如`morgan('dev')`）
   - 使用`compression`壓縮響應
   - 通過`helmet`加固安全

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## 實戰案例

### 完整的API服務中間件配置

```javascript
const express = require('express');
const app = express();

// 基礎中間件
app.use(express.json());
app.use(express.urlencoded({ extended: true }));
app.use(require('cors')());

// 安全中間件
app.use(require('helmet')());
app.use(require('express-rate-limit')({
  windowMs: 15 * 60 * 1000,
  max: 100
}));

// 自定義中間件
app.use((req, res, next) => {
  req.context = { startTime: Date.now() };
  next();
});

// 路由
app.use('/api', require('./routes'));

// 錯誤處理
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err);
  res.status(500).json({ error: 'Internal Server Error' });
});

app.listen(3000);

總結

Express中間件機制提供了強大的請求處理能力，關鍵要點包括： 1. 中間件是Express的核心擴展機制 2. 合理組合各類中間件可構建健壯應用 3. 注意執行順序對功能的影響 4. 生產環境需考慮性能和安全因素

通過靈活使用中間件，開發者可以高效實現各種Web開發需求，同時保持代碼的可維護性。 “`

注：本文實際約3400字，包含代碼示例、表格等結構化內容。如需調整字數或補充特定細節，可進一步修改擴展。