第四章：数据库和身份认证 4.1：在项目中操作MySQL

• 在项目中操作数据库的步骤
  
  1. 安装操作MySQL数据库的第三方模块(mysql)。
  2. 通过mysql模块连接到MySQL数据库。
  3. 通过mysql模块执行sql语句。
     
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• 安装与配置mysql模块
  
  1. 安装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
     

     npm install mysql

     
     
  2. 配置mysql模块
     在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：
     

     const mysql = require('mysql'); // 导入mysql模块 const db = mysql.createPool({// 连接数据库 host: '127.0.0.1',// IP地址 user: 'root',// 用户名 password: 'root',// 密码 database: 'node',// 要连接的数据库 });

     
     
  3. 测试mysql模块能否正常工作
     调用db.query()函数，指定要指定的SQL语句，通过回调函数拿到执行的结果
     

     db.query('select 1', (err, results) => { if (err) return console.log(err.message); // 只要能打印出 [ RowDataPacket { '1': 1 } ] 的结果，就证明数据库连接正常 console.log(results); })

     
     
• 使用mysql模块操作MySQL数据库
  
  1. 查询数据：查询users表中所有的数据
     

     const sqlStr1 = 'select * from users'; db.query(sqlStr1, (err, results) => { if (err) return console.log(err.message); console.log(results); })

     
     
  2. 插入数据：向users中新增数据
     

     const user1 = { username: 'Spider-Man', password: 'pcc123' }; const sqlStr2 = 'insert into users(username, password) values(?, ?)'; db.query(sqlStr2, [user1.username, user1.password], (err, results) => { if (err) return console.log(err.message); if (results.affectedRows === 1) { console.log('插入数据成功'); } })

     
     
  3. 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
     

     const user2 = { username: 'Spider-Man2', password: 'pcc4321' }; const sqlStr3 = 'insert into users set ?'; db.query(sqlStr2, user1, (err, results) => { if (err) return console.log(err.message); if (results.affectedRows === 1) { console.log('插入数据成功'); } })

     
     
  4. 更新数据
     

     const user4 = { id: 6, username: 'aaaa', password: '0145' }; const sqlStr5 = 'update users set ? where id=?'; db.query(sqlStr5, [user4, user4.id], (err, results) => { if (err) return console.log(err.message); if (results.affectedRows === 1) { console.log('更新数据成功'); } })

     
     
  5. 删除数据
     

     const sqlStr6 = 'delete from users where id=?'; db.query(sqlStr6, 6, (err, results) => { if (err) return console.log(err.message); if (results.affectedRows === 1) { console.log('数据删除成功'); } })

     
     

4.2：前后端的身份认证

• 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
     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，客户端不需要使用不需要使用Ajax这样的技术额外请求页面的数据。
     优点：
     
     • 前端耗时少：因为服务器端负责动态生成HTML页面，浏览器只需要直接渲染页面即可。尤其是移动端，更省电。
     • 由于SEO：因为服务器端响应的是完整的HTML页面内容，所以爬虫更容易获取得信息，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。
  2. 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。
     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。
     
• 身份认证
  
  1. 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，完成对用户的确认。
     
  2. 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。
     
  3. 不同开发模式下的身份认证
     对于服务器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
     • 前后盾分离推荐使用JWT认证机制
• Session认证机制
  
  1. HTTP协议的无状态性
     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。
     
  2. 如何突破HTTP无状态的限制
     在Web开发中，突破HTTP无状态的限制叫做Cookie。
     
  3. 什么是Cookie
     Cookie是存储在用户浏览器中的一段不超过4KB的字符串。它由一个名称、一个值和其他几个用与控制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
  4. Cookie在身份认证中的作用
     客户端第一次请求服务端的时候，服务器通过响应头的形式，向客户端发送一个身份证人的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，服务器可验明客户端的身份。
     
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  5. 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。
     
  6. Session的工作原理
     
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• 在Express中使用Session认证
  
  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
     

     const session = require('express-session') app.use( session({ secret: 'xiaowang',// 可以为任意字符串 resave: false, saveUninitialized: true, }) )

     
     
  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。
     

     // 自定义属性存储 req.session.user = req.body req.session.islogin = true

     
     
  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，实例代码如下：
     

     if (!req.session.islogin) { return res.send({ status: 1, msg: 'fail' }) } res.send({ status: 0, msg: 'success', username: req.session.user.username })

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

     req.session.destroy() res.send({ status: 0, msg: '退出登录成功' })

     
     
• JWT认证机制
  
  1. 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。
  2. 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。
     
  3. JWT的工作原理
     
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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。
     
  4. 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：
     

     Header.Payload.Signature

     
     
  5. 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
     
     • 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
  6. JWT的使用方式
     客户端收到服务器返回的JWT之后，通常会将它存储在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：
     

     Authorization: Bearer

     
     
• 在Express中使用JWT
  
  1. 安装JWT相关的包：运行如下命令，安装如下两个JWT相关的包
     

     npm install jsonwebtoken express-jwt

     
     
     • jsonwebtoken：用于生成JWT字符串
     • express-jwt：用于将JWT字符串解析成还原成JSON对象
  2. 导入JWT先相关的包：使用require()函数，分别导入JWT相关的两个包
     

     const jwt = require('jsonwebtoken') const expressJWT = require('express-jwt')

     
     
  3. 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密钥对用户的信息加密，最终得到加密的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。

     const secretKey = 'xiaowang No1 ^_^'

     
     
  4. 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：
     

     app.post('/api/login', function (req, res) { const userinfo = req.body if (userinfo.username !== 'admin' || userinfo.password !== '000000') { return res.send({ status: 400, message: '登录失败！', }) } // 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 const tokenStr = jwt.sign({ username: userinfo.username }, secretKey, { expiresIn: '30s' }) res.send({ status: 200, message: '登录成功！', token: tokenStr, }) })

     
     
  5. 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
     

     // unless方法是用于过滤api接口用的 app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))

     
     
  6. 使用req.userz获取用户信息
     当express-jwt这个中间件配置成功后，即可在那些有权限的接口中，使用req.user对象，来访问JWT字符串中解析出来的用户信息
     

     app.get('/admin/getinfo', function (req, res) { console.log(req.user) res.send({ status: 200, message: '获取用户信息成功！', data: req.user, }) })

     
     
  7. 捕获解析JWT失败后产生的错误
     【node|第四章（数据库和身份认证）】? 当使用express-jwt解析Token字符串时，如果客户端发送过来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，捕获这个错误进行相关的处理。
     

     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: '未知的错误', }) })

     
     

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