Web开发模式

服务端宣染的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。代码示例如下：
image.png

服务端宣染的优缺点

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。使用服务器端演染，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。

前后端分离的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。
优点：
①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。
②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。
③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：
①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演染；
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

什么是身份认证

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。

为什么需要身份认证

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：
①服务端渲染推荐使用Session认证机
②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。

如何突破HTTP 无状态的限制

对于超市来说，为了方便收银员在进行结算时给VIP用户打折，超市可以为每个VIP用户发放会员卡。
image.png
注意：现实生活中的会员卡身份认证方式，在Web开发中的专业术语叫做Cookie。

什么是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：
①自动发送
②域名独立
③过期时限
④4KB限制

Cookie在身份认证中的作用

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。
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Cookie 不具有安全性

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。
image.png
注意：干万不要使用Cookie存储重要且隐私的数据！比如用户的身份信息、密码等。

提高身份认证的安全性

为了防止客户伪造会员卡，收银员在拿到客户出示的会员卡之后，可以在收银机上进行刷卡认证。只有收银机确认存在的会员卡，才能被正常使用。
image.png
这种“会员卡+刷卡认证”的设计理念，就是Session认证机制的精髓。

Session的工作原理

image.png

在Express中使用Session认证

安装 express-session中间件

express-session 中间件安装成功后，需要通过app.use（）来注册 session中间件，示例代码如下：

  1. const express =require('express')
  3. const app =express()
  5. const session = require('express-session')
  7. app.use(session({
  8.     secret:'itherma',
  9.     resave:false,
  10.     saveUninitialized:true
  11. }))

向session中存数据

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：
image.png

  1. const express =require('express')
  3. const app =express()
  5. const session = require('express-session')
  7. app.use(session({
  8.     secret:'itherma',
  9.     resave:false,
  10.     saveUninitialized:true
  11. }))
  13. app.use(express.static('./pages'))
  15. app.use(express.urlencoded({extended:false}))
  17. app.post('/api/post',(req,res)=>{
  18.     //判断用户提交的登录信息是否正确
  19.     if (req.body.username!=='admin'|| req.body.password!=='admin'){
  20.         return res.send({
  21.             status:1,
  22.             meg:'登录失败'
  23.         })
  24.     }
  25.     //请将登录成功后的用户信息，保存到Session中
  26.     //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
  27.     req.session.user=req.body //用户的信息
  28.     req.session.islogin=true //用户登录状态
  29.     res.send({status:0,meg:'登陆成功'})
  30. })

从session中取数据

可以直接从req.session对象上获取之前存储的数据，示例代码如下：
image.png

  1. const express =require('express')
  3. const app =express()
  5. const session = require('express-session')
  7. app.use(session({
  8.     secret:'itherma',
  9.     resave:false,
  10.     saveUninitialized:true
  11. }))
  13. app.use(express.static('./pages'))
  15. app.use(express.urlencoded({extended:false}))
  17. app.post('/api/post',(req,res)=>{
  18.     //判断用户提交的登录信息是否正确
  19.     if (req.body.username!=='admin'|| req.body.password!=='admin'){
  20.         return res.send({
  21.             status:1,
  22.             meg:'登录失败'
  23.         })
  24.     }
  25.     //请将登录成功后的用户信息，保存到Session中
  26.     //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
  27.     req.session.user=req.body //用户的信息
  28.     req.session.islogin=true //用户登录状态
  29.     res.send({status:0,meg:'登陆成功'})
  30. })
  32. app.get('/api/username',(req,res)=>{
  33.     if (!req.session.islogin){
  34.         return res.send({status:1,meg:'fail'})
  35.     }
  36.     res.send({
  37.         status:0,
  38.         meg:'success',
  39.         username: req.session.user.username
  40.     })
  41. })

清空session

  1. const express =require('express')
  3. const app =express()
  5. const session = require('express-session')
  7. app.use(session({
  8.     secret:'itherma',
  9.     resave:false,
  10.     saveUninitialized:true
  11. }))
  13. app.use(express.static('./pages'))
  15. app.use(express.urlencoded({extended:false}))
  17. app.post('/api/post',(req,res)=>{
  18.     //判断用户提交的登录信息是否正确
  19.     if (req.body.username!=='admin'|| req.body.password!=='admin'){
  20.         return res.send({
  21.             status:1,
  22.             meg:'登录失败'
  23.         })
  24.     }
  25.     //请将登录成功后的用户信息，保存到Session中
  26.     //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
  27.     req.session.user=req.body //用户的信息
  28.     req.session.islogin=true //用户登录状态
  29.     res.send({status:0,meg:'登陆成功'})
  30. })
  32. app.get('/api/username',(req,res)=>{
  33.     if (!req.session.islogin){
  34.         return res.send({status:1,meg:'fail'})
  35.     }
  36.     res.send({
  37.         status:0,
  38.         meg:'success',
  39.         username: req.session.user.username
  40.     })
  41. })
  43. //退出登录信息
  44. app.post('/api/logout',(res,req)=>{
  45.     req.session.destroy()
  46.     res.send({
  47.         status:0,
  48.         meg:'退出登录成功'
  49.     })
  50. })
  52. app.listen(80,function (){
  53.     console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
  54. })

JWT认证机制

了解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。

什么是JWT

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

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，格式如下：

  1. Header.Payload.Signature

下面是JWT字符串的示例:
image.png

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：

  1. Authorization: Bearer <token>

在Express 中使用JWT

安装JWT 相关的包

运行如下命令，安装如下两个JWT 相关的包：

  1. npm i jsonwebtoken express-jwt -g

其中：
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

导入JWT 相关的包

使用require（）函数，分别导入JWT 相关的两个包：
image.png

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：
①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
② 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
image.png

在登录成功后生成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：
image.png

将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：
image.png

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了，示例代码如下：
image.png

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，示例代码如下：
image.png

  1. const express =require('express')
  3. const app =express()
  4. const jwt = require('jsonwebtoken')
  5. const  expressJWT=require('express-jwt')
  7. const session = require('express-session')
  9. app.use(session({
  10.     secret:'itherma',
  11.     resave:false,
  12.     saveUninitialized:true
  13. }))
  15. app.use(express.static('./pages'))
  17. app.use(express.urlencoded({extended:false}))
  19. const secretKey='itheima'
  21. //TODO_04：注册将JWT字符串解析还原成JSON对象的中间件
  22. //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req.use对象,并使用 data 属性将用户信息发送给客户端
  23. app.use(expressJWT({secret:secretKey}).unless({path:[/^\/api\//]}))
  25. app.post('/api/post',(req,res)=>{
  26.     //判断用户提交的登录信息是否正确
  27.     if (req.body.username!=='admin'|| req.body.password!=='admin'){
  28.         return res.send({
  29.             status:1,
  30.             meg:'登录失败'
  31.         })
  32.     }
  33.     //请将登录成功后的用户信息，保存到Session中
  34.     //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
  35.     req.session.user=req.body //用户的信息
  36.     req.session.islogin=true //用户登录状态
  37.     res.send({status:0,meg:'登陆成功'})
  38. })
  40. app.get('/admin/getinfo',function (req,res) {
  41.     console.log(req.user)
  42.     res.send({
  43.         status :200,
  44.         message:'获取用户信息成功',
  45.         data:req.user,//要发送给客户端的用户信息
  46.     })
  47. })
  49. app.use('/api/login',(req,res)=>{
  50.     const userinfo=req.body
  51.     if (req.body.username!=='admin'|| req.body.password!=='admin'){
  52.         return res.send({
  53.             status:400,
  54.             meg:'登录失败'
  55.         })
  56.     }
  57.     //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
  58.     //参数1：用户的信息对象
  59.     //参数2：加密的秘钥
  60.     //参数3：配置对象，可以配置当前token的有效期
  61. const tokenStr = jwt.sign({username:userinfo.username},secretKey,{expiresIn:'30s'})
  63.     res.send({
  64.         status:200,
  65.         meg:'登陆成功',
  66.         token:tokenStr,
  67.     })
  68. })
  70. app.get('/api/username',(req,res)=>{
  71.     if (!req.session.islogin){
  72.         return res.send({status:1,meg:'fail'})
  73.     }
  74.     res.send({
  75.         status:0,
  76.         meg:'success',
  77.         username: req.session.user.username
  78.     })
  79. })
  81. //退出登录信息
  82. app.post('/api/logout',(res,req)=>{
  83.     req.session.destroy()
  84.     res.send({
  85.         status:0,
  86.         meg:'退出登录成功'
  87.     })
  88. })
  90. app.use((err,req,res,next)=>{
  91.     //这次错误是由token解析失败导致的
  92.     if (err.name === 'UnauthorizedError'){
  93.         return res.send({
  94.             status:401,
  95.             message:'无效的token'
  96.         })
  97.     }
  98.     res.send({
  99.         status:500,
  100.         message:'未知的错误'
  101.     })
  102. })
  104. app.listen(80,function (){
  105.     console.log('Express server running at http://127.0.0.1')
  106. })