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Web开发

发表于 更新于 分类于

Web开发模式

目前主流的Web开发模式有两种，分别是：

  1. 基于服务端渲染的传统web开发模式 😶
  2. 基于前后端分离的新型web开发模式 😮

1.服务端渲染的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:

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服务端渲染的优缺点

优点:

  1. 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。
  2. 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:

  1. 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。
  2. 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。

2.前后端分离的优缺点

服务端渲染的优缺点

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(爬虫).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。

  1. 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;
  2. 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，为为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-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。

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. 服各端渲染推荐使用Session认证机制
  2. 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。

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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。

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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。它由一一个名称(Name)、-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
  4. 4KB 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。

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注意：千万不要使用Cookie存储用户的信息

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。

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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

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在Express-session中间件

1.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：

npm install express-session

2.配置sxpress-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:

image-20220714195052990

3.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:

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4.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。实例：

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5.清空session

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

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调用req.session.destroy();只会清空当前用户的数据

JWT认证机制

Session认证局限性

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。

JWT工作原理

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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:

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下面是JWT字符串的实例：

image-20220714205437367

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。

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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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在Express中使用JWT

安装相应的包

执行以下命令，安装两个JWT相关的包：

image-20220714205957242

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：

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注意：

新版express-jwt导入方式被切换为

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// 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');

// 旧的：const expressJWT = require('express-jwt');
const { expressjwt: expressJWT } = require('express-jwt');

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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

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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:

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  • 参数1：用户的信息对象
  • 参数2：加密的密钥
  • 参数2：配置对象，可以配置当前token的有效期
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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
	})

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:

app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }));

新版写法被改为：

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app.use(expressJWT({secret: secretKey, algorithms: ['HS256'] }).unless({path:[/^\/api\//] }));

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jwt内置的jwt.verify的方法

使用req.auth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.auth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:

新版本必须使用req.auth接收数据

image-20220715093752664

postman请求示例：

image-20220714220045105

返还回来的数据是一个只能存在30s的令牌(自定义)

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发起get请求获取参数时候必须携带Authorization，value的值是post返还的加密字符串，前面必须空格加上Bearer

示例：

Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJ1c2VybmFtZSI6ImFkbWluIiwiaWF0IjoxNjU3ODA3MDU4LCJleHAiOjE2NTc4MDcxMDh9.yelhnZthBSHXRH2P9Ch7gEp7LwfK7P1JlL76HdUATJ0

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-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:

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// 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) => {
    if (err.name === 'UnauthorizedError') {
        return res.send({
            status: 401,
            message: '无效的token'
        })
    }
    res.send({
        status: 500,
        message: '未知错误'
    })
});