一、数据库基本概念
1、什么是数据库?
数据库(database)是用来
组织、存储和管理数据的仓库
。
当今世界是一个充满着数据的互联网世界,充斥着大量的数据
。数据的来源有很多,比如出行记录、消费记录、浏览的网页、发送的消息等等。除了文本类型的数据,图像、音乐、声音都是数据。
为了方便管理互联网世界中的数据,就有了数据库管理系统
的概念(简称:数据库)。用户可以对数据库中的数据进行新增、查询、更新、删除
等操作。
2、常见数据库及分类
市面上的数据库有很多种,最常见的数据库有如下几个:
MySQL
数据库(目前使用最广泛、流行度最高
的开源免费数据库;Community + Enterprise)- Oracle 数据库(收费)
- SQL Server 数据库(收费)
- Mongodb 数据库(Community + Enterprise)
其中,MySQL、Oracle、SQL Server 属于传统型数据库
(又叫做:关系型数据库
或 SQL 数据库
),这三者的设计理念相同,用法比较类似。
而 Mongodb 属于新型数据库
(又叫做:非关系型数据库
或 NoSQL 数据库
),它在一定程度上弥补了传统型数据库的缺陷。
3、传统型数据库的数据组织结构
传统型数据库的数据组织结构,与 Excel 中数据的组织结构比较类似。
实际开发中库、表、行、字段的关系
① 在实际项目开发中,一般情况下,每个项目都对应独立的数据库
。
② 不同的数据,要存储到数据库的不同表中,例如:用户数据存储到 users 表中,图书数据存储到 books 表中。
③ 每个表中具体存储哪些信息,由字段来决定,例如:我们可以为 users 表设计 id、username、password 这 3 个字段。
④ 表中的行,代表每一条具体的数据。
二、MySQL 的基本使用
1、 使用 SQL 管理数据库
什么是 SQL?
SQL(英文全称:Structured Query Language)是结构化查询语言
,专门用来访问和处理数据库
的编程语言。能够让我们以编程的形式,操作数据库里面的数据
。
三个关键点:
① SQL 是一门数据库编程语言
② 使用 SQL 语言编写出来的代码,叫做SQL 语句
③ SQL 语言只能在关系型数据库中使用
(例如 MySQL、Oracle、SQL Server)。非关系型数据库(例如 Mongodb)不支持 SQL 语言
SQL 能做什么?
① 从数据库中查询数据
② 向数据库中插入新的数据
③ 更新数据库中的数据
④ 从数据库删除数据
⑤ 可以创建新数据库
⑥ 可在数据库中创建新表
⑦ 可在数据库中创建存储过程、视图
⑧ etc
SQL 的学习目标
重点掌握如何使用 SQL 从数据表中:查询数据
(select) 、插入数据
(insert into) 、更新数据
(update) 、删除数据
(delete)
额外需要掌握的 4 种 SQL 语法:where 条件、and 和 or 运算符、order by 排序、count(*) 函数
-- 从 FROM 指定的表中,查询出所有的数据。*表示所有列
-- select * from users
-- 查询username,password列数据
-- select username, password from users
-- 向表中插入username为ww,password为111111的用户数据
-- insert into users(username, password) values ('ww', '111111')
-- 把表中id为2的用户密码更新为666666
-- update users set password='666666' where id=2
-- 把表中id为1的用户名与密码改为ppp,admin123
-- update users set username='ppp', password='admin123' where id=1
-- 删除表中指定的id为4的数据
-- delete from users where id=3
-- 查询表中status为1的数据
-- select * from users where status=1
-- 查询表中id大于2的数据
-- select * from users where id>2
-- 查询表中username不等于zs的数据
-- select * from users where username<>'zs'
-- select * from users where username!='zs'
-- 查询表中status为0并且id小于3的数据
-- select * from users where status=0 and id<3
-- 查询表中status为1或id小于3的数据
-- select * from users where status=1 or id<3
-- users表中按照username进行升序排列
-- order by默认进行升序排列
-- asc 关键字表示升序排列
-- select * from users order by username
-- select * from users order by username asc
-- 按照username降序排列
-- select * from users order by username desc
-- 先按照status降序排列,再按照id升序排列
-- select * from users order by status desc, id asc
-- 查询表中status为0的总条数
-- select count(*) from users where status=0
-- as设置别名,将count(*)设置为total
select count(*) as total from users where status=0
三、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
1、安装、配置、测试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
。
npm install mysql
- 2、配置mysql模块
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:
// 1、导入mysql模块
const mysql = require('mysql')
// 2、建立与mysql数据库的连接
const db = mysql.createPool({
host: '127.0.0.1', // 指定数据库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' // 指定要操作那个数据库
})
- 3、测试mysql模块是否能够正常工作
调用 db.query() 函数,指定要执行的 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)
// 只要打印出 [ RowDataPacket { '1': 1 } ] 的结果,就证明数据库连接成功
console.log(results)
})
2、 使用 mysql 模块增删改查数据
- 1、查询数据
查询 users 表中所有的数据:
// 查询users表中所有用户的数据
db.query('select * from users', (err, results) => {
if (err) return console.log(err.message)
console.log(results)
})
- 2.1、插入数据
向 users 表中新增数据, 其中 username 为 李华,password 为 123456。示例代码如下:
// 向users表中插入数据1
const user = {username: '李华', password: '123456'}
// 待执行的sql语句
const sqlStr = 'insert into users (username, password) values (?, ?)'
db.query(sqlStr, [user.username, user.password], (err, results) => {
if (err) return console.log(err.message)
if (results.affectedRows === 1) {
console.log('插入成功!')
}
})
- 2.2、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:
// 向users表中插入数据便捷方式2
const user = {username: '韩梅梅', password: '999999'}
// 待执行的sql语句
const sqlStr = 'insert into users set ?'
db.query(sqlStr, user, (err, results) => {
if (err) return console.log(err.message)
if (results.affectedRows === 1) {
console.log('插入成功!')
}
})
- 3.1、更新数据
// 向users表中更新数据1
const user = {id: 1, username: '小明', password: '000000'}
// 待执行的sql语句
const sqlStr = 'update users set username=?, password=? where id=?'
db.query(sqlStr, [user.username, user.password, user.id], (err, results) => {
if (err) return console.log(err.message)
if (results.affectedRows === 1) {
console.log('数据更新成功!')
}
})
- 3.2、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:
// 向users表中更新数据便捷方式2
const user = {id: 2, username: '赵六', password: '111111'}
// 待执行的sql语句
const sqlStr = 'update users set ? where id=?'
db.query(sqlStr, [user, user.id], (err, results) => {
if (err) return console.log(err.message)
if (results.affectedRows === 1) {
console.log('数据更新成功!')
}
})
- 4、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:
// 向users表中删除数据
// 待执行的sql语句
const sqlStr = 'delete from users where id=?'
db.query(sqlStr, 4, (err, results) => {
if (err) return console.log(err.message)
if (results.affectedRows === 1) {
console.log('数据删除成功!')
}
})
- 5、标记删除数据
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。
// 向users表中标记删除数据
// 待执行的sql语句
const sqlStr = 'update users set status=1 where id=?'
db.query(sqlStr, 5, (err, results) => {
if (err) return console.log(err.message)
if (results.affectedRows === 1) {
console.log('数据标记删除成功!')
}
})
四、前后端的身份认证
1、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
1.1、服务端渲染的 Web 开发模式
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:
app.get('/index.html', (req, res) => {
// 1、要渲染的数据
const data = {name: 'plm', age: 20}
// 2、服务端通过字符串的拼接,动态生成html内容
const html = `<h1>姓名:${data.name}, 年龄${data.age}</h1>`
// 3、把生成好的页面内容响应给客户端。客户端拿到的是带有真实数据的html页面
res.send(html)
})
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
。
1.2、前后端分离的 Web 开发模式
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!)
1.3、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。
2、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。你只有报了相应的手机号码或者取件号,快递员才能确认你的身份,这份快递是你的。
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 认证机制
②前后端分离
推荐使用JWT 认证机制
3、Session 认证机制
在了解什么是Session 认证机制之前,我们需先了解下关于http协议方面的知识。
3.1、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
。
如下图,超市每天有着无数的客户购买物品,超市的收营员单凭客户的样貌是无法记住每个客户谁是会员,谁不是会员的。
3.2、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
。
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
。
3.3、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
④ 4KB 限制
3.4、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。
3.5、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。
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。
3.6、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。
这种“
会员卡 + 刷卡认证
”的设计理念,就是 Session 认证机制的精髓。
3.7、Session 的工作原理
3.8、在 Express 中使用 Session 认证
-
1、安装
express-session
中间件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,示例代码如下:
// 1、导入session中间件
let session = require('express-session')
// 2、配置session中间件
app.use(session({
secret: 'keyword aaa', // secret 属性可以输入任意字符串
resave: false, // 固定写法
saveUninitialized: true // 固定写法
}))
- 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。注意
:在未配置session中间件前,是没有req.session
属性的
app.post('/api/login', (req, res) => {
// 判断用户提交信息是否正确
if (req.body.username !== 'admin' || req.body.password!== '000000') {
return res.send({ status: 1, msg: '登录失败!' })
}
req.session.user = req.body // 将用户信息存储到session中
req.session.isLogin= true // 将用户登录状态存储到session中
res.send({ status: 0, msg: '登录成功!' })
})
- 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,示例代码如下:
// 获取用户姓名
app.get('/api/getName', (req, res) => {
// 判断用户是否登录
if (!req.session.isLogin) {
return res.send({ status: 1, msg: '用户未登录!' })
}
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。
// 退出登录的接口
app.post('/api/logout', (req, res) => {
// 清空当前客户端对应的session信息
req.session.destroy()
res.send({ status: 0, msg: '退出登录成功!' })
})
4、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
。
4.1、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。\
4.2、JWT 的工作原理
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。
4.3、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
// 下面是jwt字符串示例:
eyJhbGciOiJSUzI1NiIsImtpZCI6IjjoiYXQrand0In0.eyJuYmYiOjE2NjEzMTE0NTYsImV4cCI6MTY2MTMzMzA1NiwiaXNzIjoiaHR0cDovL2xvY2FsaG9zdC9pZGVudGl0eSIsImF1ZCI6WyJQbGF0Zm9ybSIsIkhTRSJdLCJjbGllbnRfaWQiOiJj1MDMwMjcyIiwianRpIjoiMzBDMTNGMjZGMDdDRUFBQUY1NkQ4MEU2RDc4NTY0QUMiLCJzaWQiOiJFNDBDRTA2Q0M3QkIwMkMwMjNCNjY4QTdEQ0M4MkZBMSIsImlhdCI6MTY2MTMxMTQ1Niwic2NvcGUiOlsib3BlbmlkIiwicHJvZmlsZSIsInJvbGVzIiwiSWRlbnRpdHlTZXJ2ZXIiLCJQbGF0Zm9ybSIsIkFsYXJtIiwiTW9uaXRvciIsIlBJTVMiLC.QjbFgNFWTN8poGEBZs4uXpqvhCAJ5EbNXIU9a3EPcMttmC3WFn4lEA
4.4、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。
4.5、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:
// 注意:Bearer与token字符串中间有个空格
Authorization: Bearer token字符串
4.6、在 Express 中使用 JWT
- 1、安装 JWT 相关的包
// 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
npm install jsonwebtoken express-jwt
- 2、导入 JWT 相关的包
// 1、用户生成JWT字符串的包
const jwt = require('jsonwebtoken')
// 2、导入用于将客户端发送过来的JWT字符串。解析还原成JSON对象的包
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:
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
// 3、secret 密钥的本质:就是一个字符串(随意编写)
const secretKey = 'haha123456'
- 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', (req, res) => {
// 判断用户提交信息是否正确
if (req.body.username !== 'admin' || req.body.password!== '000000') {
return res.send({ status: 1, msg: '登录失败!' })
}
res.send({
status: 200,
msg: '登录成功!',
// 调用jwt.sign()生成JWT字符串,三个参数分别是:用户信息对象、加密密钥、配置对象(expiresIn表示token产生开始到失效时间为30s)
token: jwt.sign({ username: req.body.username }, secretKey, { expiresIn: '30s' })
})
})
- 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:
// expressJWT({ secret: secretKey } 用来解析token的中间件
// .unless({ path: [/^\/api\//] })) 用来指定那些接口不需要访问权限
app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))
- 6、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:
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
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:
app.use((err, req, res, next) => {
// token 解析失败导致的错误
if (err.name === 'UnauthorizedError') {
return res.send({ status: 401, message: '无效的token!' })
}
// 其他原因导致的错误
res.send({ status: 500, message: '未知错误!' })
})
五、MySQL Workbench 可视化工具使用(补充)
1、连接数据库
2、了解主界面的组成部分
3、创建数据库
4、创建数据表
5、向表中写入数据
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