面试题：Node.js Express框架中间件的深度应用

Question

假设你正在开发一个基于Node.js Express的电商应用，需要实现用户认证、日志记录以及错误处理功能，阐述如何合理地使用Express中间件来完成这些功能，并且说明中间件的执行顺序对这些功能实现的影响。

Answer 1

用户认证

1. 实现方式：
   • 创建一个自定义中间件，例如authMiddleware。在这个中间件中，通过检查请求头（如Authorization头）中的令牌（token）来验证用户身份。可以使用流行的库如jsonwebtoken来验证JWT令牌。

   const jwt = require('jsonwebtoken');
   const authMiddleware = (req, res, next) => {
       const token = req.headers['authorization'];
       if (!token) {
           return res.status(401).json({ message: 'No token provided' });
       }
       try {
           const decoded = jwt.verify(token, 'your_secret_key');
           req.user = decoded;
           next();
       } catch (err) {
           return res.status(401).json({ message: 'Invalid token' });
       }
   };
   

   • 然后在需要认证的路由前使用这个中间件，例如：

   const express = require('express');
   const app = express();
   const productRouter = express.Router();
   productRouter.get('/products', authMiddleware, (req, res) => {
       // 只有认证通过才能访问这个路由
       res.json({ products: [] });
   });
   app.use('/api', productRouter);
   

2. 中间件执行顺序影响：认证中间件应该在需要认证的路由处理函数之前执行。如果顺序错误，例如先执行路由处理函数再认证，那么未认证的用户也可能访问到受保护的资源。

日志记录

1. 实现方式：
   • 可以使用morgan库，它是一个广泛使用的HTTP请求日志记录中间件。安装morgan后，在应用中使用它：

   const express = require('express');
   const morgan = require('morgan');
   const app = express();
   app.use(morgan('dev'));
   

   • 如果想自定义日志记录，也可以创建自己的中间件。例如：

   const customLogger = (req, res, next) => {
       console.log(`[${new Date().toISOString()}] ${req.method} ${req.url}`);
       next();
   };
   app.use(customLogger);
   

2. 中间件执行顺序影响：日志记录中间件一般放在应用或路由级别的开头，这样可以记录所有的请求。如果放在后面，可能会遗漏一些请求的记录，特别是在中间件提前结束响应（如认证失败直接返回401）的情况下。

错误处理

1. 实现方式：
   • Express有内置的错误处理机制。创建一个全局错误处理中间件，它有四个参数(err, req, res, next)：

   const errorHandler = (err, req, res, next) => {
       console.error(err.stack);
       res.status(500).json({ message: 'Something went wrong!' });
   };
   app.use(errorHandler);
   

   • 在路由处理函数或其他中间件中，如果发生错误，可以调用next(err)将错误传递给这个全局错误处理中间件。例如：

   const productRouter = express.Router();
   productRouter.get('/products', (req, res, next) => {
       try {
           // 可能会抛出错误的代码
           throw new Error('Simulated error');
           res.json({ products: [] });
       } catch (err) {
           next(err);
       }
   });
   

2. 中间件执行顺序影响：错误处理中间件必须放在所有其他中间件和路由处理函数之后。如果放在前面，它可能无法捕获到后续中间件和路由处理函数中抛出的错误。

整体中间件执行顺序建议

1. 首先使用日志记录中间件，以便记录所有请求。
2. 然后是认证中间件，确保只有认证用户可以访问受保护路由。
3. 接着是路由处理函数，处理具体的业务逻辑。
4. 最后是错误处理中间件，捕获并处理整个应用中发生的错误。