1. 数据库的基本概念

1.1. 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。

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。 

1.2 常见的数据库及分类

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 属于传统数据库（又叫：关系型数据库或 SQL 数据库），这三者设计理念相同，用法比较相似。

Mongodb 属于新型数据库（又叫：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。

1.3传统型数据库的数据组织结构

1.3.1 传统型数据库的数据组织结构

在传统型数据库中，数据的组织结构分为数据库(database)、数据表(table)、数据行(row)、字段(field) 这4大部分组成

1.3.2 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报库
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个字现。

④ 表中的行，代表每一条具体的数据。

2. 安装并配置 MySQL 

对于开发人员来说，只需要安装MySQL Server 和 MySQL Workbench 这两个软件，就能满足开发的需要了。

• MySQL Server：专门用来提供数据存储和服务的软件。
• MySQL Workbench：可视化的 MySQL 管理工具，通过它，可以方便的操作存储在 MySQL Server 中的数据。

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3. 使用  MySQL Workbench 管理数据库

3.1 创建数据表

dataType 数据类型：

1.  int 整数
2. varchar(len) 字符串
3. tinyint(1) 布尔值 

字段的特殊标识：

1. PK (Primary) 主键、唯一标识
2. NN (Not Null) 值不允许为空
3. UQ (Unique) 值唯一
4. AI (Auto Increment) 值自动增长

可以在where子句中使用的运算符 

 AND 表示必须满足多个条件，相当于js中的 && 。

OR 表示只要满足任意一个·条件即可，相当于js中的 ||

ORDER BY 用于根据指定的列对结果进行排序（默认升序，要按降序则使用DESC关键字）

 COUNT(*)函数用于返回查询结果的总数据条数

4. 在项目中操作 MySQL

4.1 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

 4.1.1 安装 MySQL 模块

npm install mysql

首先要 npm init -y 安装 package.json，再安装 MySQL 模块（安装完 MySQL 模块之后会多出package-lock.json）

4.1.2 配置 MySQL 模块

// 1. 导入 MySQL 模块
const mysql = require('mysql')
// 2. 建立与  MySQL 数据库的连接关系
const db = mysql.createPool({
    host: '127.0.0.1',   //数据库的 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_01' //指定要操作哪个数据库
})

4.1.3 测试 MySQL 模块能否正常工作

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。

// 测试 MySQL 模块能否正常工作
db.query('select 1', (err, results) => {
    // MySQL 模块工作期间如果报错
    if (err) return console.log(err.message);
    // 能够成功执行SQL语句
//    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);
})

4.1.4 查询数据

// 查询users表中所有的数据
const sqlStr = 'select * from users';
db.query(sqlStr, (err, results) => {
    // 查询数据失败
    if (err) return console.log(err.message);
    // 查询数据失败
    console.log(results);
})

4.1.5 插入数据

// 向users表中，新增一条数据，其中，username的值为 Spider-man,password的值为 pcc123
const user = { username: 'Spider-man', password: 'pcc123' }
// 定义待执行的SQL语句 (? 用于占位)
const sqlStr = 'insert into users(username,password) values(?,?)';
// 执行SQL语句
db.query(sqlStr, [user.username, user.password], (err, results) => {
    // 执行SQL语句失败
    if (err) return console.log(err.message);
    // 执行SQL语句成功
    // 注意：如果执行的是 insert into 插入语句，则results是一个对象
    // 可以通过 affectedRows 属性来判断是否插入成功
    if (results.affectedRows === 1) {
        console.log('插入数据成功！');
    }
})

4.1.6 插入数据的便捷方式

// 向users表中，新增一条数据的便捷方法
const user = { username: 'Spider-man1', password: 'pcc321' }
// 定义待执行的SQL语句 (? 用于占位)
const sqlStr = 'insert into users set ?';
// 执行SQL语句
db.query(sqlStr, user, (err, results) => {
    if (err) return console.log(err.message); //失败
    if (results.affectedRows === 1) { console.log('插入数据成功！') }; //成功
})

4.1.7 更新数据

// 更新用户信息
const user = { id: 8, username: 'aaa', password: '000' };
// 定义SQL语句
const sqlStr = 'update users set username= ?,password=? where id=?';
// 执行SQL语句
db.query(sqlStr, [user.username, user.password, user.id], (err, results) => {
    if (err) return console.log(err.message); //失败
    if (results.affectedRows === 1) { console.log('更新数据成功！') }; //成功
})

4.1.8 更新数据的便捷方式

// 更新用户信息的便捷方式
const user = { id: 8, username: 'aaa', password: '000' };
// 定义SQL语句
const sqlStr = 'update users set ? where id=?';
// 执行SQL语句
db.query(sqlStr, [user, user.id], (err, results) => {
    if (err) return console.log(err.message); //失败
    if (results.affectedRows === 1) { console.log('更新数据成功！') }; //成功
})

4.1.9 删除数据

// 1. 要执行的SQL语句（删除id为3的用户）
const sqlStr = 'delete from users where id=?';
// 2. 调用 db.query() 执行SQL语句的同时，为占位符指定具体的值
// 注意：如果SQL语句有多个占位符，则必须使用数组为每个占位符指定具体的值
// 如果SQL语句中只有一个占位符，则可以省略数组
db.query(sqlStr, 3, (err, results) => {
    if (err) return console.log(err.message); //失败
    if (results.affectedRows === 1) { console.log('删除数据成功！') }; //成功
})

4.1.10 标记删除

实际并没有从数据表中删除，只是模拟了删除的操作，把id为9的用户的status=0的状态更改为了status为1 。

// 标记删除
const sqlStr = 'update users set status=? where id=?';
db.query(sqlStr, [1, 9], (err, results) => {
    if (err) return console.log(err.message); //失败
    if (results.affectedRows === 1) { console.log('标记删除成功！') }; //成功
})

5. 前后端的身份认证

5.1 不同开发模式下的身份认证

对于服务续消染和前后端分高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

5.2 Session 认证机制

5.2.1 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关系，服务器不会主动保留每次 http 请求的状态

5.2.2 如何突破 HTTP 无状态的限制

在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

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(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：

• 自动发送
• 域名独立
• 过期时限
• 4kb 限制

5.3 在 express 中使用 Session 认证

5.3.1 安装并配置 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。

// TODO_01：请配置 Session 中间件
const session = require('express-session')
app.use(
  session({
    secret: 'itheima', //任意字符串
    resave: false,     //固定写法
    saveUninitialized: true, //固定写法
  })
)

5.3.2 向 session 中存数据

// 登录的 API 接口
app.post('/api/login', (req, res) => {
  // 判断用户提交的登录信息是否正确
  if (req.body.username !== 'admin' || req.body.password !== '000000') {
    return res.send({ status: 1, msg: '登录失败' })
  }

  // TODO_02：请将登录成功后的用户信息，保存到 Session 中
  // 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
  req.session.user = req.body // 用户的信息
  req.session.islogin = true // 用户的登录状态

  res.send({ status: 0, msg: '登录成功' })
})

5.3.3 在 session 中取数据

// 获取用户姓名的接口
app.get('/api/username', (req, res) => {
  // TODO_03：请从 Session 中获取用户的名称，响应给客户端
  if (!req.session.islogin) {
    return res.send({ status: 1, msg: 'fail' })
  }
  res.send({
    status: 0,
    msg: 'success',
    username: req.session.user.username,
  })
})

5.3.4 清空  session

// 退出登录的接口
app.post('/api/logout', (req, res) => {
  // TODO_04：清空 Session 信息
  req.session.destroy()
  res.send({
    status: 0,
    msg: '退出登录成功',
  })
})

 Session 的局限性：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

5.4 JWT 认证机制

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，推荐使用 JWT 认证机制

JWT 是目前最流行的跨域认证解决方案 

5.4.1 工作原理

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。

5.4.2 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

 其中:
Payioad 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。

5.4.3 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:

Authorization: Bearer <token>

5.5 在 express 中使用 JWT 认证

5.5.1 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

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

5.5.2 导入 JWT 相关的包

使用 require()函数，分别导入 JWT 相关的两个包:

// 1.导入用于生成 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')

5.5.3  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

// TODO_02：定义 secret 密钥，建议将密钥命名为 secretKey
const secretKey = 'itheima No1 ^_^'

5.5.4 在登录成功后生成 JWT 字符串

  // 登录成功
  // 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
  // 参数1：用户的信息对象
  // 参数2：加密的秘钥
  // 参数3：配置对象，可以配置当前 token 的有效期
  // 记住：千万不要把密码加密到 token 字符中
  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
  })
})

5.5.5 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: 

// TODO_04：注册将 JWT 字符串解析还原成 JSON 对象的中间件
// 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，挂载到 req.user 属性上
// expressJWT({ secret: secretKey }) 就是用来解析 Token 的中间件
// .unless({ path: [/^\/api\//] }) 用来指定哪些接口不需要访问权限
app.use(expressJWT({ secret: secretKey }).unless({ path: [/^\/api\//] }))

 5.5.6 使用requser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:

// 这是一个有权限的 API 接口
app.get('/admin/getinfo', function (req, res) {
  // TODO_05：使用 req.user 获取用户信息，并使用 data 属性将用户信息发送给客户端
  console.log(req.user)
  res.send({
    status: 200,
    message: '获取用户信息成功！',
    data: req.user, // 要发送给客户端的用户信息
  })
})

5.5.7 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，影响项目的正常远行。我们可以通过 Express 的错误中闻件，捕获这个错误并进行相关的处理，示例代码如下:

// 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) => {
  // 这次错误是由 token 解析失败导致的
  if (err.name === 'UnauthorizedError') {
    return res.send({
      status: 401,
      message: '无效的token',
    })
  }
  res.send({
    status: 500,
    message: '未知的错误',
  })
})