我们在平时所用到的一些网站、App，它们会将我们的数据进行保存，当我们关闭这些网站或者 App 后，下次打开还能看到我们之前的一些文字、视频记录。在迷你全栈电商应用实战系列的第二篇教程中，我们将通过基于 Node.js 平台的 Express 框架实现后端 API 数据接口，并且将数据存储在 MongoDB 中。这样我们的网站就能够记录用户添加的商品，并且无论以后什么时候打开，都能获取我们之前的记录。
提示
阅读这篇文章需要你对 Express 框架有一定的了解。如果不熟悉的话，可以阅读这篇教程快速上手哦。
迷你全栈电商应用实战系列的全部教程如下：
- 第一部分：用 Vue 搭建前端项目的骨架，实现基于嵌套、动态路由的多页面跳转。
- 第二部分（也就是这篇）：用 Express 实现后端 REST API，并使用 MongoDB 进行数据存储。
- 第三部分（即将发布）：通过 Vue 的模板语法实现新建商品表单页面。
- 第四部分（✍️写作中）：用 Vuex 实现前端的数据和状态管理。
- 第五部分（✍️写作中）：用 Element UI 组件库让界面更加专业美观。
- 第六部分（✍️写作中）：用 Docker 和 Docker Compose 部署我们的全栈项目。
如果您觉得我们的教程写得还不错，请记得给我们点个赞哦！鼓励我们更快更好地写完剩下的教程！你也可以在评论区留言，告诉我们想要实现什么功能，我们一定会仔细考虑的哦！
快速开始
代码
你可以在 Github 查看这一部分教程最终的源码：源码地址。
初始化项目
首先，让我们使用 express-generator 脚手架来初始化我们的 Express 项目。在终端运行如下命令来安装：
npm install -g express-generator
打开终端，输入如下命令测试是否安装成功：
express --version # 4.15.5
然后输入如下命令初始化我们的 Express 项目：
express vue-online-shop-backend
当项目初始化成功之后，接下来通过如下命令开启项目：
cd vue-online-shop-backend
npm install
npm start
接着打开浏览器，输入 http://localhost:3000/ 查看我们初始好的项目效果。
初探脚手架代码
通过 express-generator 初始化的项目代码中，我们在整个教程中只需要了解下面四个文件：
app.js：Express 应用主文件bin/www：用来开启服务器的脚本routes/index.js：路由主文件views/index.ejs：主页的模板文件，这里由于我们只打算实现 API 数据接口，所以不用关心
与之前的 Express 教程不同的是，脚手架代码并没有把所有的路由都放在 app.js 中，而是根据不同的子应用（users、index）进行了拆分，这也与该系列第一篇教程中 vue-router 的嵌套路由不谋而合。
我们大致地看一下 app.js 和 routes/index.js 的内容，快速过一遍 Express 的基础知识。首先来看一下 app.js 的代码：
var express = require('express');
var path = require('path');
var favicon = require('serve-favicon');
var logger = require('morgan');
var cookieParser = require('cookie-parser');
var bodyParser = require('body-parser');
var index = require('./routes/index');
var users = require('./routes/users');
var app = express();
// view engine setup
app.set('views', path.join(__dirname, 'views'));
app.set('view engine', 'ejs');
// uncomment after placing your favicon in /public
//app.use(favicon(path.join(__dirname, 'public', 'favicon.ico')));
app.use(logger('dev'));
app.use(bodyParser.json());
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
app.use(cookieParser());
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));
app.use('/', index);
app.use('/users', users);
// catch 404 and forward to error handler
app.use(function(req, res, next) {
var err = new Error('Not Found');
err.status = 404;
next(err);
});
// error handler
app.use(function(err, req, res, next) {
// set locals, only providing error in development
res.locals.message = err.message;
res.locals.error = req.app.get('env') === 'development' ? err : {};
// render the error page
res.status(err.status || 500);
res.render('error');
});
module.exports = app;
开头是导入相关依赖，然后通过调用 express() 初始化 express 实例，接着我们设置了模板引擎为 ejs，以及模板引擎的存放目录，然后就是一系列中间件的加载使用，最后导出 express 实例，丢给 bin/www 脚本进行调用并启动服务器。
提示
这里我们可以看到，我们导入的两个路由
index和users，也和其他中间件一样被处理，所以在 Express 中 “一切皆中间件”。
让我们再来看一看我们的路由部分 routes/index.js，路由是我们 API 服务器的核心，我们对数据进行增删改查都需要访问特定的路由接口，我们在整个教程中几乎都是围绕路由的操作。
var express = require('express');
var router = express.Router();
/* GET home page. */
router.get('/', function(req, res, next) {
res.render('index', { title: 'Express' });
});
module.exports = router;
上面的代码，首先导入 express，然后使用其属性方法生成了一个 router 实例，接着定义了 get 这一 HTTP 方法来处理以 GET 方法访问我们服务器地址为 / 时如何进行处理，最后导出我们的 index 路由。
我们的 API 服务器实际上就是通过 HTTP 的各种方法（POST、DELETE、PUT、GET 等）访问我们定义的路由，进而对数据库进行相应的增删改查操作以获取我们期望的数据。
小结
通过简单的讲解 express-generator 脚手架为我们生成的上面四个文件，我们学到了如下知识：
- 在 Express 中，一切皆中间件（Middlewares），我们通过组合中间件来处理复制的后端逻辑。
- 我们的 API 服务器实际上就是通过定义一系列路由，当以不同的 HTTP 方法访问这些路由接口时，对数据进行对应的增删改查操作。
- 虽然 Express 也可以通过模板引擎展示用户界面，但是由于我们的迷你电商应用的前端已经用 Vue 来实现了，所以不需要模板引擎。
接入 MongoDB 数据库
解决数据持久化存储最流行的方案无疑是数据库，而 MongoDB 凭借其优异的性能、可扩展性和灵活的数据模式，从众多数据库产品中脱颖而出。并且，MongoDB 的核心功能是基于 BSON（Binary JSON）实现的，甚至提供了 JavaScript Shell，因此在 Node 社区更是深受欢迎。MongoDB 可以从其官网上下载。下载并安装好之后，新打开一个终端（命令控制台），运行以下命令打开数据库（Windows 用户可以搜索 mongo.exe 并打开）：
$ mongod
2019-12-22T18:10:25.285+0800 I CONTROL [initandlisten] MongoDB starting : pid=14475 port=27017 dbpath=/data/db 64-bit host=mRc
2019-12-22T18:10:25.285+0800 I CONTROL [initandlisten] db version v3.6.0
2019-12-22T18:10:25.285+0800 I CONTROL [initandlisten] git version: a57d8e71e6998a2d0afde7edc11bd23e5661c915
...
开启 mongod 后会输出很多日志信息，并且可以通过 localhost:27017 进行访问。然后回到我们之前开启的终端，安装 Mongoose 这个 npm 包：
$ npm install mongoose
Mongoose 是 MongoDB 最流行的 ODM（Object Document Mapping，对象文档映射），使用起来要比底层的 MongoDB Node 驱动更方便。
接着我们在我们的 app.js 文件中导入 mongoose ，并且通过 mongoose 提供的接口连接我们的 MongoDB 数据库：
// ...
const mongoose = require('mongoose');
// ...
// view engine setup
app.set('views', path.join(__dirname, 'views'));
app.set('view engine', 'ejs');
// 连接数据库
mongoose.connect(`mongodb://localhost:27017/test`);
// uncomment after placing your favicon in /public
//app.use(favicon(path.join(__dirname, 'public', 'favicon.ico')));
app.use(logger('dev'));
// ...
接着我们通过 npm start 运行服务器，我们就在 Express 中连接上了我们的 MongoDB 数据库，虽然现在还看不到任何效果，我们马上会编写路由来操作数据库来测试连接的有效性。
允许资源跨域访问
接着我们要做一点额外的操作，尽管它看起来和我们的项目没什么关联性，但是确是一个必要的一环，那就是开启资源跨域访问 CORS （Cross-Origin Resources Sharing）。CORS 是用来限制此域名下的资源访问解决方案，当它关闭时，另外一个域名访问此域名的资源时会被拒绝。如果想详细了解什么是 CORS，这里推荐一篇阮一峰的文章，里面很细致的讲解了 CORS 的原理。
我们打开 app.js 文件，添加如下代码：
// ...
// Database connection here
mongoose.connect(`mongodb://localhost:27017/test`);
// CORS config here
app.all('/*', function(req, res, next) {
// CORS headers
res.header("Access-Control-Allow-Origin", "*"); // restrict it to the required domain
res.header('Access-Control-Allow-Methods', 'GET,PUT,POST,DELETE,OPTIONS');
// Set custom headers for CORS
res.header('Access-Control-Allow-Headers', 'Content-type,Accept,X-Access-Token,X-Key');
if (req.method == 'OPTIONS') {
res.status(200).end();
} else {
next();
}
});
通常意义上，上面的代码存在很多问题，我们一般意义上会使用 NPM 包 cors 来解决，当然我们这里使用了比较简单粗暴的方式。
设计数据库的 Schemas 和 Models
我们要在服务器中通过 mongoose 与 MongoDB 数据库进行交互，需要定义 Schema 和 Model。通过定义它们来告诉 mongoose 你需要的数据结构和对应的数据类型是什么。
我们来创建 model/index.js 文件编写我们的 Schema 。
const mongoose = require('mongoose');
const Schema = mongoose.Schema;
const model = mongoose.model.bind(mongoose);
const ObjectId = mongoose.Schema.Types.ObjectId;
const productSchema = Schema({
id: ObjectId,
name: String,
image: String,
price: Number,
description: String,
manufacturer: { type: ObjectId, ref: 'Manufacturer' }
});
const manufacturerSchema = Schema({
id: ObjectId,
name: String,
});
const Product = model('Product', productSchema);
const Manufacturer = model('Manufacturer', manufacturerSchema);
module.exports = { Product, Manufacturer };
Schema 接收一个 JavaScript 对象来描述我们需要的数据结构和对应的数据类型，除了我们熟知的像 String、Number 等数据类型外，ObjectId 是一个特殊的数据类型，我们用它来定义我们的单个 MongoDB 文档的主键，用于标志存储数据的唯一性。
我们还可以看到，在我们的 productSchema 中，manufacturer 数据结构我们定义了一个 ref 属性，这是 MongoDB 为我们提供的类似关系数据库的外键功能，允许我们创建一对多的数据文档，所以 productSchema 的 manufacturer 属性对应着的数据类型为一条 Manufacturer 记录。
接着我们通过 model 来创建对于的数据模型，然后导出我们创建好的数据模型。这里的 model 就是经典的 MVC 设计模式中的 Model。
完成 API 路由
路由是 Express 的关键组成部分，也是客户端与服务器进行交互的入口，在 Express 路由中接受两个参数：Request 和 Response，一个用来获取客户端的请求，一个用来发送给客户端服务器的响应。
打开 app.js 文件，加入如下代码：
// ...
var index = require('./routes/index');
var users = require('./routes/users');
const api = require('./routes/api');
var app = express();
// ...
app.use('/', index);
app.use('/users', users);
app.use('/api/v1', api);
// ...
可以看到，我们导入了 api 路由，并定义了访问路径 /api/v1。所有访问 /api/v1 及其子路径如 /api/v1/xxx 都会激活 api 处理函数，在经典的 MVC 设计模式中，api 也被成为 Controllers 。
接着我们编写 api Controllers，在这里面定义操作商品和制造商的路由接口，这里我们将采用经典的 RESTful API 来编写我们的路由接口：
const express = require('express');
const router = express.Router();
const productController = require('../../controllers/product');
const manufacturerController = require('../../controllers/manufacturer');
router.get('/manufacturers', manufacturerController.all);
router.get('/manufacturers/:id', manufacturerController.byId);
router.post('/manufacturers', manufacturerController.create);
router.put('/manufacturers/:id', manufacturerController.update);
router.delete('/manufacturers/:id', manufacturerController.remove);
router.get('/products', productController.all);
router.get('/products/:id', productController.byId);
router.post('/products', productController.create);
router.put('/products/:id', productController.update);
router.delete('/products/:id', productController.remove);
module.exports = router;
可以看到，我们将 index Controller 里面导入了我们的 productController 和 manufacturerController 。然后定义了一系列路由。
这里操作 manufacturer 的前五个路由的功能如下：
GET /manufacturers获取所以的制造商（manufacturers）GET /manufacturers/:id获取单个制造商，这里:id代表动态路由，用于匹配任意字符串：/manufacturers/<any-string>。POST /manufacturers用户创建单个制造商PUT /manufacturers/:id用于修改单个制造商DELETE /manufacturers/:id用于删除单个制造商
对应的 product 的五个路由功能如下：
GET /products获取所以的产商品（products）GET /products/:id获取单个商品，这里:id代表动态路由，用于匹配任意字符串：/products/<any-string>。POST /products用户创建单个商品PUT /products/:id用于修改单个商品DELETE /products/:id用于删除单个商品
最后我们导出我们的路由。
接下来我们来看一看具体的 manufacturer Controller。
const Model = require('../model');
const { Manufacturer } = Model;
const manufacturerController = {
all(req, res) {
Manufacturer.find({})
.exec((err, manfacturers) => res.json(manfacturers))
},
byId(req, res) {
const idParams = req.params.id;
Manufacturer
.findOne({ _id: idParams })
.exec((err, manufacturer) => res.json(manufacturer));
},
create(req, res) {
const requestBody = req.body;
const newManufacturer = new Manufacturer(requestBody);
newManufacturer.save((err, saved) => {
Manufacturer
.findOne({ _id: newManufacturer._id })
.exec((err, manfacturer) => res.json(manfacturer))
})
},
update(req, res) {
const idParams = req.params.id;
let manufacturer = req.body;
Manufacturer.updateOne({ _id: idParams }, { ...manufacturer }, (err, updated) => {
res.json(updated);
})
},
remove(req, res) {
const idParams = req.params.id;
Manufacturer.findOne({ _id: idParams }).remove( (err, removed) => res.json(idParams) )
}
}
module.exports = manufacturerController;
可以看到我们定义了一个 manufacturerController 对象，用来组织一系列对 manufacturer 进行增删改查的操作。
我们在开头导入了我们之前定义的 ManufacturerModel，这是 Mongoose 为我们提供的操作数据库的接口，我们通过定义在 Model 上的一系列如 find、findOne、updateOne、deleteOne 执行我们对数据的增删改成操作。
最后是我们的 product Controller ，它内部的操作和我们上面讲到的 manufacturer Controller 基本一致。
const Model = require('../model');
const { Product } = Model;
const productController = {
all(req, res) {
Product.find({})
.populate('manufacturer')
.exec((err, products) => res.json(products))
},
byId(req, res) {
const idParams = req.params.id;
Product
.findOne({ _id: idParams })
.populate('manufacturer')
.exec((err, product) => res.json(product));
},
create(req, res) {
const requestBody = req.body;
const newProduct = new Product(requestBody);
newProduct.save((err, saved) => {
Product
.findOne({ _id: newProduct._id })
.populate('manufacturer')
.exec((err, product) => res.json(product))
})
},
update(req, res) {
const idParams = req.params.id;
const product = req.body;
console.log('idParams', idParams);
console.log('product', product);
Product.updateOne({ _id: idParams }, { ...product }, (err, updated) => {
res.json(updated);
})
},
remove(req, res) {
const idParams = req.params.id;
Product.findOne({ _id: idParams }).remove( (err, removed) => res.json(idParams) )
}
}
module.exports = productController;
编写完上面的代码并保存，打开终端输入 npm start 来开启我们的服务器。
因为我们的服务器在开启时要连接 MongoDB 数据库，所以要确保本地的 MongoDB 数据库已经开启，我们可以通过如下命令来开启：
$ mongod
好了，现在我们的 API 服务器就搭建完成了，现在我们通过 API 测试工具 POSTman 来测试一下我们 API 是否成功。
测试 GET /api/v1/manufacturers：
测试 POST /api/v1/manufacturers：我们添加手机制造商 "一加"
测试 PUT /api/v1/manufacturers/:id：这里我们把 "一加" 改成 "One Plus"
测试 DELETE /api/v1/manufacturers/:id：我们把刚刚添加的 "一加" 删掉
最后测试添加商品 product，POST /api/v1/products：这里我们在定义 product 的数据属性时，加入了 Manufacturer 作为外键，所以创建的时候对应的 manufacturer 属性要为某个 Manufacturer 的 ObjectId，比如我们这里添加小米的新产品 Mix Alpha ：
可以看到我们添加了 manufacturer 为 5da72eaac6ccea32f823c247 的小米制造商的新手机 "Mix Alpha"。
小结
自此，我们的 API 服务器就搭建完成了，在这篇教程里面我们学到了如下知识：
- 了解 Express 的路由以及如何用 mongoose 连接 MongoDB 数据库
- 编写路由、Model 和 Controllers
- 使用 POSTman 来测试我们编写的 API
相信通过本篇教程的学习，你对使用 Node 和 Express 编写 API 后端服务器有了一个基本的了解，现在我们了解了 Vue 基础知识，了解了如何搭建后端服务器，接下来我们将考虑如何使用 Vue 构建大型应用，下一篇教程我们再见！
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