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Charles Lv7
  2023-07-25 20:28:50 2023-07-25 20:28:50 Created   2023-07-26 16:23:01 2023-07-26 16:23:01 Updated      4.7k Words  18 Mins  

数据库与身份认证

MySQL的基本使用

这部分直接参考之前MySQL部分博客——Category: MySQL

在项目中操作 MySQL

在项目中操作数据库的步骤

  • 安装操作 MySQL 数据库的第三方模块（mysql）
  • 通过 mysql 模块连接到 MySQL 数据库
  • 通过 mysql 模块执行 SQL 语句

node-mysql-1

安装与配置 mysql 模块

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：

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npm i mysql

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：

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// 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: 'admin123', // 登录数据库的密码
  database: 'my_db_01', // 指定要操作哪个数据库
})

使用 mysql 模块操作 MySQL 数据库

查询数据
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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)
})
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：

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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!')
  }
})
  • 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：

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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')
  }
})
更新数据

可以通过如下方式，更新表中的数据：

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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')
  }
})
  • 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：

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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：

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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

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。

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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')
  }
})

前后端的身份认证

Web 开发模式

基于服务端渲染的传统 Web 开发模式

服务端渲染的概念：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。

服务端渲染的优缺点

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。

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。
基于前后端分离的新型 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。

前后端分离的优缺点

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。

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！）
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。

身份认证

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。
身份认证的目的

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。
在互联网项目开发中，如何对用户的身份进行认证，是一个值得深入探讨的问题。例如，如何才能保证网站不会错误的将“马云的存款数额”显示到“马化腾的账户”上。

不同开发模式下的身份认证

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

Session 认证机制

HTTP 协议的无状态性

了解 HTTP 协议的无状态性是进一步学习 Session 认证机制的必要前提。
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。

突破 HTTP 无状态的限制——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：
    • 自动发送
    • 域名独立
    • 过期时限
    • 4KB 限制

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。
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。

image-20230726104702199

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。

注意：千万不要使用 Cookie 存储重要且隐私的数据！比如用户的身份信息、密码等。

Session 的工作原理

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在 Express 中使用 Session 认证

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：

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npm i express-session
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//配置 Session 中间件
const session = require('express-session')
app.use(
  session({
    secret: 'itheima',
    resave: false,
    saveUninitialized: true,
  })
)

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.

调用 req.session.destroy() 函数，即可清空服务器保存的 session 信息。

示例
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// 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
  // 注意：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 session 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
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
app.post('/api/logout', (req, res) => {
  // TODO_04：清空 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')
})
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。

JWT 认证机制

JWT（英文全称：JSON Web Token）是目前最流行的跨域认证解决方案。

JWT 的工作原理

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。

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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.

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Header.Payload.Signature
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。

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：

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Authorization:Bearer <token>

在 Express 中使用 JWT

运行如下命令，安装如下两个 JWT 相关的包：

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npm i jsonwebtoken express-jwt
  • 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
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：

  • 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
  • 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
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.

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。

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。

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。

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// 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')
})
  • Title: Node-note-4
  • Author: Charles
  • Created at : 2023-07-25 20:28:50
  • Updated at : 2023-07-26 16:23:01
  • Link: https://charles2530.github.io/2023/07/25/node-note-4/
  • License: This work is licensed under CC BY-NC-SA 4.0.
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      6. 在 Express 中使用 JWT
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