基于Node的PetShop，RESTful API以及认证

Posted 2020-08-02 future_challenger

前篇 - 用户名密码基本认证
后篇 - OAuth2认证

由于宠物店的业务发展需要，我们需要一种更加便捷的方式来管理日益增多的宠物和客户。最好的方法就是开发一个APP，我可以用这个APP来添加、更新和删除宠物。同时，业务要给宠物店的会员用户有限查看某些宠物。

我们在开发中会用到NodeJs以及基于NodeJs的开发框架，如：Express，Mongoose（用来管理MongoDB的数据），Passport（认证）等工具。

代码在这里。

开始

我们这个项目的结构大概是这样的：

petshot/            //服务端和客户端（android）
    server/         //服务端
        models/     //实体类
            pet.js
            user.js
        node_modules/    //npm安装的包，无需手动修改
        package.json     //project定义和依赖声明 
        server.js        //服务端的一切从这里开始

注意：node_modules这个目录你不需要创建，在执行npm安装命令之后这个目录会自动生成，并且npm命令会自动管理这个目录。

定义项目和依赖的包

这里假设你已经跳转到petshop/server/目录下了。之后在Terminal里执行命令：

npm init

按照提示，依次在Terminal里输入相应的信息。最后npm命令生成package.json文件。文件是这样的：

{
  "name": "petshop-server",
  "version": "0.1.0",
  "description": "petshop nodejs server",
  "main": "server.js",
  "dependencies": {
  }
}

内容很多，这里是一部分。

安装所需要的包

为什么NodeJs能让那么多的开发者青睐有加，npm命令绝对也是一个数得上的原因了。下面就体会一下，npm命令。

首先，使用npm命令安装Express：

npm install --save express

npm命令会选择合适的Express版本下载安装在本地。其他的包也是这么安装的。非常简单。

运行Server

有了Express，Server就已经可以运行起来了。如果你还没有创建server.js，请创建。在server.js中添加如下的代码：

// 引入我们需要的包express
var express = require('express');
// 创建一个express的server
var app = express();
// server运行的端口号
var port = process.env.PORT || '3090';
// 使用express的路由器
var router = express.Router();
// 访问http://localhost:3090/api的时候，
// 返回一个json
router.get('/', function (req, res) {
    res.json({'message': '欢迎来到宠物商店'});
});

// 给路由设定根路径为/api
app.use('/api', router);
// 运行server，并监听指定的端口
app.listen(port, function () {
    console.log('server is running at http://localhost:3090');
});

通过require得到的express，就可以初始化出一个express的server。之后指定路由，并指定路由的相对根路径。在app上调用listen方法，并指定端口。这样express的server就运行起来了。

在Terminal中输入命令：

node server.js

测试一下我们的第一个server是否可以运行。在浏览器中输入地址：http://localhost:3090/api就可以看到运行结果了。

几个工具

为了开发的更加方便，仅仅以上介绍的内容是不够的。比如，修改代码之后，使用命令node server.js来重启server。设置断点，单步调试等。我们来看看这几个工具：

1. Visual Code

微软改邪归正依赖的第一个靠谱的工具。正好这个工具非常好的支持了NodeJs的开发。Visual Code还默认继承了Git代码管理工具。这让我非常愿意多安利几句。

并且使用visual code可以非常方便的调试。比如，设置断点、单步调试，step in、step out等都可以。还可以鼠标悬浮查看变量值等。

2. Postman

postman有chrome浏览器版本的应用，这样无论你在什么平台上开发只要安装了Chrome浏览器就可以装一个postman。这个工具是用来检查RESTful API的。直接使用浏览器得出来的Json字符串有的时候没有格式化，或者格式化不充分，非常难阅读。

并且直接使用浏览器没法模拟Http post请求。而Postman很好的解决了以上问题。所以，开发必备神器之一postman，你值得拥有。

MongoDB

业界著名的非关系数据库MongoDB。我们在petshot的server端使用该库来存储数据。请按照官网说明下载安装（其实就是把编译好的二进制文件放到一个指定目录）。

数据库安装好之后，就需要连接数据库的框架了。这就需要用到mongoose。Mongoose是处理MongoDB的一个ORM框架。

npm install --save mongoose

安装好之后在代码中引入（require）。

var express = require('express');
var mongoose = require('mongoose');

连接到数据库：

// 连接数据库
mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/petshot');

创建model

MVC的开发模式这里就不再科普了。凡是MVC模式下开发，就一定会有Model，MVC的M。一般每一个model都和数据库中的一个“表”对应，在mongodb里“表”正式名称为“Collection”。我们这里只使用英文，专有名词没必要翻译。而“表”里的每一条“记录”又叫做“Document”。

我们首先在petshop/server/models/目录下新建一个文件pet.js。之后添加如下代码：

// 1. 引入mongoose
var mongoose = require('mongoose');

var Schema = mongoose.Schema;
// 2. 定义了Pet的Schema
var petSchema = new Schema({
    name: {type: String, required: true},
    type: {type: String, required: true},
    quantity: Number
});
// 3. 定义并export了一个Model
module.exports = mongoose.Model('pet', petSchema);

相关解释：
1. 引入mongoose库。
2. 定义了一个mongoose的Schema，这个Schema和一个mongodb的collection的定义相对应。这个schema有两个字符串和一个数字类型的属性。
3. 把mongoose的Model export出去给server端的其他代码使用。哪里使用哪里就require这个model。

准备接收HTTP数据

首先，需要一个包（package）来解析http发送过来的数据。那么安装之：

npm install --save body-parser

在代码中引入：

var express = require('express');
var mongoose = require('mongoose');
// 稍后处理数据使用
var Pet = require('./models/pet');
// 解析http数据
var bodyParser = require('body-parser');

下面还需要设置body-parser:

var app = express();

app.use(bodyParser.urlencoded({
    extended: true
}));

添加些许宠物

我们的server终于迎来可以使用的一个功能了：给宠物商店添加宠物。

router.get('/', function (req, res) {
    res.json({'message': '欢迎来到宠物商店'});
});

var petRouter = router.route('/pets');

petRouter.post(function (req, res) {
    var pet = new Pet();
    pet.name = req.body.name;
    pet.type = req.body.type;
    pet.quantity = req.body.quantity;

    pet.save(function (err) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: pet});
    });
});

我们增加了一个/pets的相对路径来处理POST请求，并在请求中获取信息，把用这个信息来给初始化的pet的model赋值，并调用这个model的save方法保存数据到数据库。

打开postman，各个设置如图：

这样就可以往数据库添加pet数据了。

重构代码

现在的代码虽然已经可以添加宠物宝宝了。但是，后面如果我们还要添加其他功能，比如：查找，更新和删除等的时候，server.js文件势必会不断增加。这样给以后代码的维护带来困扰。所以我们要重构代码。

在petshop/server/目录下添加controllers目录。根据MVC的模式开发，把处理业务方面的代码都存放在某个controller里。新建pet.js文件。这个文件就作为pet的controller。并将宠物的增删改查都放在这个文件中处理：

var Pet = require('../models/pet');

var postPets = function(req, res) {
    var pet = new Pet();
    pet.name = req.body.name;
    pet.type = req.body.type;
    pet.quantity = req.body.quantity;

    pet.save(function (err) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: pet});
    });
};

var getPets = function(req, res) {
    Pet.find(function (err, pets) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: pets});
    });
};

var getPet = function(req, res) {
    Pet.findById(req.params.pet_id, function (err, pet) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }
        res.json({message: 'done', data: pet});
    });
};

var updatePet = function(req, res) {
    Pet.findById(req.params.pet_id, function(err, pet) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        pet.quantity = req.params.quantity;

        pet.save(function (err) {
            if (err) {
                res.json({message: 'error', data: err});
                return;
            }

            res.json({message: 'done', data: pet});
        });
    });
};

var deletePet = function(req, res) {
    Pet.findByIdAndRemove(req.params.pet_id, function(err) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: {}});
    });
}

module.exports = {
    postPets: postPets,
    getPets: getPets,
    getPet: getPet,
    updatePet: updatePet,
    deletePet: deletePet
};

原来的server.js也需要重构：

var Pet = require('../models/pet');

var postPets = function(req, res) {
    var pet = new Pet();
    pet.name = req.body.name;
    pet.type = req.body.type;
    pet.quantity = req.body.quantity;

    pet.save(function (err) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: pet});
    });
};

var getPets = function(req, res) {
    Pet.find(function (err, pets) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: pets});
    });
};

var getPet = function(req, res) {
    Pet.findById(req.params.pet_id, function (err, pet) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }
        res.json({message: 'done', data: pet});
    });
};

var updatePet = function(req, res) {
    Pet.findById(req.params.pet_id, function(err, pet) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        pet.quantity = req.params.quantity;

        pet.save(function (err) {
            if (err) {
                res.json({message: 'error', data: err});
                return;
            }

            res.json({message: 'done', data: pet});
        });
    });
};

var deletePet = function(req, res) {
    Pet.findByIdAndRemove(req.params.pet_id, function(err) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: {}});
    });
}

module.exports = {
    postPets: postPets,
    getPets: getPets,
    getPet: getPet,
    updatePet: updatePet,
    deletePet: deletePet
};

认证

我们当让不行让谁都可以添加宠物宝宝了。查看是可以的，添加需要控制。

passport

Passport就是给基于Express开发的web应用的，专注于认证中间件。也有和body-parser相类似的使用方法。passport的功能非常丰富，不过我们先使用最简单的一种认证策略。

安装：

npm install --save passport-http

认证以前首先要有用户数据。

同时还有一个包需要安装：

npm install --save bcrypt-nodejs

这个包是用来给密码hash用的。

用户model

所有关于用户的数据都放在MongoDB的user colleciton里，并有user model与之对应。在models目录下新建user.js文件。

var mongoose = require('mongoose'),
    bcrypt = require('bcrypt-nodejs');

var Schema = mongoose.Schema;

var userSchema = new Schema({
    username: {type: String, unique: true, required: true},
    password: {type: String, required: true}
});

// * called before 'save' method.
userSchema.pre('save', function (next) {
    var self = this;

    if (!self.isModified('password')) {
        return next();
    }

    bcrypt.genSalt(5, function (err, salt) {
        if (err) {
            return next(err);
        }

        bcrypt.hash(self.password, salt, null, function (err, hash) {
            if (err) {
                return next(err);
            }

            self.password = hash;
            next();
        });

    });
});

module.exports = mongoose.model('User', userSchema);

使用userSchema.pre('save', function(next){})给model添加了一个在save方法调用之前先执行的方法。在这个方法里首先检查用户的密码是否有修改，如果有则使用包bcrypt-nodejs来hash用户的密码。

User Controller

有了model，就需要对应的controller来处理。在controllers目录下新建一个user.js文件作为user controller。注意：实际开发的时候你肯定是不会把全部用户的信息都发到客户端的，里面包含了hash的用户密码。

var User = require('../models/user');

var postUsers = function (req, res) {
    var user = new User({
        username: req.body.username,
        password: req.body.password
    });

    user.save(function (err) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: user});
    });
};

var getUsers = function (req, res) {
    User.find(function (err, users) {
        if (err) {
            res.json({message: 'error', data: err});
            return;
        }

        res.json({message: 'done', data: users});
    });
};

module.exports = {
    postUsers: postUsers,
    getUsers: getUsers
};

定义user controller的路由：

...

var petController = require('./controllers/pet')
    userController = require('./controllers/user');

...

// path: /users, for users
router.route('/users')
    .post(userController.postUsers)
    .get(userController.getUsers);

你已经可以在这个路径：http://localhost:3090/api/users下POST添加用户，GET获取全部用户。

认证

在开始以前首先确保你已经安装了认证需要的包：

npm install --save passport
npm install --save passport-http

之后给在user model里添加一个方法验证password：

userSchema.methods.verifyPassword = function (password, callback) {
    bcrypt.compare(password, this.password, function (err, match) {
        if (err) {
            return callback(err);
        }

        callback(null, match);
    });
};

接下来，在controllers目录下添加auth.js文件。

var passport =          require('passport'),
    BasicStrategy =     require('passport-http').BasicStrategy,
    User =              require('../models/user');

passport.use(new BasicStrategy(
    function(username, password, done) {
        User.findOne({username: username}, function(err, user) {
            if (err) {
                return done(err);
            }

            // 用户不存在
            if (!user) {
                return done(null, false);
            }

            // 检查用户的密码
            user.verifyPassword(passowrd, function(err, match) {
                // 密码不匹配
                if (!match) {
                    return done(null, false);
                }

                // 成功
                return done(null, user);
            });
        });
    }
));

module.exports.isAuthenticated = passport.authenticate('basic', {session: false});

我们使用包passport-http的BasicStrategy来处理http的用户认证。首先，我们通过用户名查找用户。如果用户存在，接着验证用户的密码是否与数据库的数据一致。如果以上两步通过验证则用户认证成功，否则不成功。

最后一句就是告知passport使用BasicStrategy来认证用户。session为false，是告诉passport不存储用户的session。用户每一次的http请求都需要提供用户名和密码。

相应的更新server.js：

// 引入我们需要的包express
var express             = require('express'),
    mongoose            = require('mongoose'),
    bodyParser          = require('body-parser'),
    passport            = require('passport'),

    petController       = require('./controllers/pet'),
    userController      = require('./controllers/user'),
    authController      = require('./controllers/auth');

// 创建一个express的server
var app = express();

app.use(bodyParser.urlencoded({
    extended: true
}));

// 连接数据库
mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/petshot');

...

router.route('/pets')
    .post(authController.isAuthenticated, petController.postPets)
    .get(authController.isAuthenticated, petController.getPets);

router.route('/pets/:pet_id')
    .get(authController.isAuthenticated, petController.getPet)
    .put(authController.isAuthenticated, petController.updatePet)
    .delete(authController.isAuthenticated, petController.deletePet);

// path: /users, for users
router.route('/users')
    .post(userController.postUsers)
    .get(authController.isAuthenticated, userController.getUsers);

...

如果还没有数据的话，首先使用POST方法添加几个用户。之后GET用户测试一下。如果用户名、密码都对的话就会获得数据了。

使用passport包认证还有一个好处，你可以直接从req获取user数据。如：req.user._id获得用户的_id。有些数据需要记录更新数据的用户，这样就非常方便了。

最后

下文使用更加安全的oauth2认证。