摘要：近日，在中，介紹了一個基于新時代架構的實踐，和。是的一個現代替代者，在九十年代末，曾是應用程序的主流構建方式。指定了對象的作用范圍，而服務器則會通過結果代碼和有效的進行響應。代表創建讀取更新和刪除。下圖顯示了使用后的請求和響應流。

摘要：90 年代，LAMP 曾風靡一時，然而隨著需求的變遷和數據流量的激增，LAMP 已不可避免的走下神壇。近日，在 MongoDB Blog 中，Dana Groce 介紹了一個基于新時代架構的實踐 MEAN ，下面一起走進。

【編者按】在九十年代，Linux+Apache+Mysql+PHP 架構曾風靡一時，直到現在仍然是眾多 Web 應用程序的基本架構。然而隨著需求的變遷和數據流量的激增，LAMP 已不可避免的走下神壇。近日，在 MongoDB Blog 中，Dana Groce 介紹了一個基于新時代架構的實踐 —— MEAN，MongoDB/Mongoose.js、Express.js、Angular.js 和 Node.js 。

以下為譯文

本系列博客的兩篇文章主要關注 MEAN 技術堆棧的使用 —— MongoDB/Mongoose.js 、Express.js、Angular.js 和 Node.js 。這些技術都使用了 JavaScript 以獲取更高的軟件性能和開發者生產效率。

第一篇博文主要描述應用程序的基本結構和進行數據建模過程，而第二篇則會創建測試來驗證應用程序行為，然后介紹如何設置并運行應用程序。

本系列博文閱讀并不需求擁有這些技術的實踐經驗，所有技能等級的開發人員都可以從中獲益。如果在這之前你沒有使用過 MongoDB、JavaScript 或建立一個 REST API 的經驗，不用擔心，這里將用足夠的細節介紹這些主題，包括身份驗證、在多文件中構建代碼、編寫測試用例等。首先，從 MEAN stack 的定義開始。

MEAN stack 可概括為：

M = MongoDB/Mongoose.js 。流行的數據庫，對 node . js 來說是一個優雅的 ODM 。

E = Express.js :一個輕量級 Web 應用程序框架。

A = Angular.js :一個健壯的框架用于創建 HTML5 和 JavaScript-rich Web 應用程序。

N = Node.js 服務器端 JavaScript interpreter 。

MEAN stack 是 LAMP (Linux、Apache、MySQL,PHP / Python) stack 的一個現代替代者，在九十年代末，LAMP 曾是 Web 應用程序的主流構建方式。

在這個應用程序中并不會使用 Angular.js ，因為這里并不是要構建一個 HTML 用戶界面。相反，這里創建的是一個沒有用戶界面的 REST API，但它卻可以作為任何界面的基礎，如一個網站、一個 Android 應用程序，或者一個 iOS 應用程序。也可以說我們正在 ME(a)N stack 上構建 REST API ，但這不是重點!

REST 代表 Representational State Transfer，是 SOAP 和 WSDL XML-based API 協議的一個更輕量級替代方案。

REST 使用客戶端-服務器模型，服務器是一個 HTTP 服務器，而客戶端發送 HTTP 行為(GET、POST、PUT、DELETE)，以及 URL 編碼的變量參數和一個 URL 。URL 指定了對象的作用范圍，而服務器則會通過結果代碼和有效的 JavaScript Object Notation (JSON) 進行響應。

因為服務器用 JSON 回復，MongoDB 與 JSON 又可以很好地交互，同時所有組件都使用了 JavaScript，因此 MEAN stack 非常適合本用例中的應用程序。在進入開始定義數據模型后,你會看到一些 JSON 的例子。

CRUD 縮略詞常被用來描述數據庫操作。CRUD 代表創建、讀取、更新和刪除。這些數據庫操作能很好地映射到 HTTP 動作：

POST：客戶想要插入或創建一個對象。

GET：客戶端想要讀取一個對象。

PUT：客戶想要更新一個對象。

DELETE：客戶想要刪除一個對象。

在定義 API 后，這些操作將變得更加直觀。REST APIs 中通常會使用的一些常見 HTTP 結果代碼如下：

200 ——“OK”。

201 ——“Created”(和POST一起使用)。

400 ——“Bad Request”(可能丟失所需參數)。

401 ——“Unauthorized”(身份驗證參數丟失)。

403 ——“Forbidden”(已驗證，但是權限不夠)。

404 ——“Not Found”。

RFC 文檔中可以找到一個完整的描述，這個在本博客末尾的參考資料中列出。上面這些結果代碼都會在本應用程序中使用，隨后就會展示一些例子。
為什么從 REST API 開始？

部署一個 REST API 可以為建立任何類型應用程序打下基礎。如前文所述，這些應用程序可能會基于網絡或者專門針對某些平臺設計，比如 Android 或者 iOS 。

時下，已經有許多公司在建立應用程序時不再使用 HTTP 或者 Web 接口，比如 Uber、WhatsApp、Postmates 和 Wash.io 。從一個簡單的應用程序發展成一個強大的平臺，REST API 可以大幅度簡化這個過程中其他接口和應用程序的實現。

這里會建立一個 RSS Aggregator，類似Google Reader，應用程序主要會包含兩個組件：

REST API

Feed Grabber（類似 Google Reader）

本系列博文都將聚焦這個 REST API 的打造，不會去關注 RSS feeds 的復雜性?，F在，Feed Grabber 的代碼已經可以在 github repository 中發現，詳情可以見博文列出的資源。下面將介紹打造這個 API 所需的步驟。首先會根據具體需求來定義數據模型：

在用戶賬戶中儲存用戶信息

跟蹤需要被監視的RSS feeds

將feed記錄pull到數據庫

跟蹤用戶feed訂閱

跟蹤用戶會閱讀哪個訂閱的feed

用戶則需要可以完成下列操作：

建立一個賬戶

到feed的訂閱或者退訂

閱讀feed記錄

標記feed/記錄的閱讀狀態（已讀/未讀）

這里不會深入討論 MongoDB 中的數據建模，詳細資料可以在博文后的列舉的資料中發現。本用例需要 4 個 collections 來管理這個信息：

Feed collection

Feed entry collection

User collection

User-feed-entry mapping collection

下面一起進入一段代碼，Feed Collection 的建模可以通過下述 JSON 文檔完成：

{
"_id": ObjectId("523b1153a2aa6a3233a913f8"),
"requiresAuthentication": false,
"modifiedDate": ISODate("2014-08-29T17:40:22Z"),
"permanentlyRemoved": false,
"feedURL": "http://feeds.feedburner.com/eater/nyc",
"title": "Eater NY",
"bozoBitSet": false,
"enabled": true,
"etag": "4bL78iLSZud2iXd/vd10mYC32BE",
"link": "http://ny.eater.com/",
"permanentRedirectURL": null,
"description": "The New York City Restaurant, Bar, and Nightlife Blog”
}

如果你精通關系型數據庫技術，那么你將了解數據庫、表格、列和行。在 MongoDB 中，大部分的關系型概念都可以映射。從高等級看，MongoDB 部署支持 1 個或者多個數據庫。1 個數據庫可能包含多個 collection，這個類似于傳統關系型數據庫中的表格。Collection 中會有多個 document，從高等級看，document 相當于關系型數據庫中的行。這里需要注意的是，MongoDB 中的 document 并沒有預設的格式，取而代之，每個 document 中都可以有 1 個或者多個的鍵值對，這里的值可能是簡單的，比如日期，也可以是復雜的，比如 1 個地址對象數組。

上文的 JSON 文檔是一個 Eater Blog 的 RSS feed 示例，它會跟蹤紐約所有餐館信息。因此，這里可能存在許多字段，而用例中主要關注的則是 feed 中的 URL 以及 description 。描述是非常重要的，因此在建立一個移動應用程序時，它會是 feed 一個很好的摘要。

JSON 中的其他字段用于內部使用，其中非常重要的字段是 id 。在 MongoDB 中，每個 document 都需要擁有一個 id 字段。如果你建立一個沒有 —— id 的 document，MongoDB 將為你自動添加。在 MongoDB 中，這個字段就是主鍵的存在，因此 MongoDB 會保證這個字段值在 collection 范圍唯一。

在 feed 之后，用例中還期望追蹤 feed 記錄。下面是一個 Feed Entry Collection 文檔示例：

{
    "_id": ObjectId("523b1153a2aa6a3233a91412"),
    "description": "Buzzfeed asked a bunch of people...”,
    "title": "Cronut Mania: Buzzfeed asked a bunch of people...",
    "summary": "Buzzfeed asked a bunch of people that were...”,
    "content": [{
        "base": "http://ny.eater.com/",
        "type": "text/html",
        "value": ”LOTS OF HTML HERE ",
        "language": "en"
    }],
    "entryID": "tag:ny.eater.com,2013://4.560508",
    "publishedDate": ISODate("2013-09-17T20:45:20Z"),
    "link": "http://ny.eater.com/archives/2013/09/cronut_mania_41    .php",
    "feedID": ObjectId("523b1153a2aa6a3233a913f8")
}

再次提醒，這里同樣必須擁有一個 _id 字段，同時也可以看到 description、title 和 summary 字段。對于 content 字段，這里使用的是數組，數據中同樣儲存了一個 document。MongoDB 允許通過這種方式嵌套使用 document，同時這個用法在許多場景中也是非常必要的，因為用例往往需求將信息集中存儲。

entryID 字段使用了 tag 格式來避免復制 feed 記錄。這里需要注意的是 feedID 和 ObjectId 的用法——值則是 Eater Blog document 的 id 。這提供了一個參考模型，類似關系型數據庫中的外鍵。因此，如果期望查看這個 ObjectId 關聯的 feed document，可以取值 523b1153a2aa6a3233a913f8，并在 id 上查詢 feed collection，從而就會返回 Eater Blog document。

這里有一個用戶需要使用的 document ：

{
     "_id" : ObjectId("54ad6c3ae764de42070b27b1"),
     "active" : true,
     "email" : "testuser1@example.com",
     "firstName" : "Test",
     "lastName" : "User1",
     "sp_api_key_id" : "6YQB0A8VXM0X8RVDPPLRHBI7J",
     "sp_api_key_secret" : "veBw/YFx56Dl0bbiVEpvbjF”,
     "lastLogin" : ISODate("2015-01-07T17:26:18.996Z"),
     "created" : ISODate("2015-01-07T17:26:18.995Z"),
     "subs" : [ ObjectId("523b1153a2aa6a3233a913f8"),
                                ObjectId("54b563c3a50a190b50f4d63b") ],
}

用戶應該有 email 地址、first name 和 last name。同樣，這里還存在 spapikeyid 和 spapikeysecret —— 在后續部分會結合 Stormpath（一個用戶管理 API ）使用這兩個字段。最后一個字段 subs，是 1 個訂閱數組。subs 字段會標明這個用戶訂閱了哪些 feeds。

{
     "_id" : ObjectId("523b2fcc054b1b8c579bdb82"),
     "read" : true,
     "user_id" : ObjectId("54ad6c3ae764de42070b27b1"),
     "feed_entry_id" : ObjectId("523b1153a2aa6a3233a91412"),
     "feed_id" : ObjectId("523b1153a2aa6a3233a913f8")
}

最后一個 collection 允許映射用戶到 feeds，并跟蹤哪些 feeds 已經讀取。在這里，使用一個布爾類型（true/false）來標記已讀和未讀。

如上文所述，用戶需要可以完成以下操作：

建立一個賬戶

到 feed 的訂閱或者退訂

閱讀 feed 記錄

標記 feed / 記錄的閱讀狀態（已讀 / 未讀）

此外，用戶還需求可以重置密碼。下表表示了這些操作是如何映射到 HTTP 路由和動作。

在生產環境中，HTTP（HTTPS）安全需求使用一個標準的途徑來發送敏感信息，比如密碼。

在一個魯棒的現實世界應用程序中，提供用戶身份驗證不可避免。因此，這里需要一個安全的途徑來管理用戶、密碼和密碼重置。

在本用例中，可以使用多種方式進行身份驗證。其中一個就是使用 Node.js 搭配 Passport Plugin ，這個方式通常被用于社交媒體賬戶驗證中，比如 Facebook 或者 Twitter 。然而，Stormpath 同樣是一個非常不錯的途徑。Stormpath 是一個用戶管理即服務，支持身份驗證和通過 API keys 授權。根本上，Stormpath 維護了一個用戶詳情和密碼數據庫，從而客戶端應用程序 API 可以調用 Stormpath REST API 來進行用戶身份驗證。

下圖顯示了使用 Stormpath 后的請求和響應流。

詳細來說，Stormpath 會為每個應用程序提供一個安全秘鑰，通過它們的服務來定義。舉個例子，這里可以定義一個應用程序作為「Reader Production」或者「Reader Test」。如果一直對應用程序進行開發和測試，定義這兩個應用程序非常實用，因為增加和刪除測試用戶會非常頻繁。在這里，Stormpath 同樣會提供一個 API Key Properties 文件。Stormpath 同樣允許基于應用程序的需求來定義密碼屬性，比如：

不低于 8 個字符

必須包含大小寫

必須包含數字

必須包含 1 個非字母字符

Stormpath 會跟蹤所有用戶，并分配他們的 API keys（用于 REST API 身份驗證），這將大幅度簡化應用程序建立過程，因為這里不再需要為驗證用戶編寫代碼。

Node.js 是服務器端和網絡應用程序的運行時環境。Node.js 使用 JavaScript 并適合多種不同的平臺，比如 Linux、Microsoft Windows 和 Apple OS X。

Node.js 應用程序需要通過多個庫模塊建立，當下社區中已經有了非常多的資源，后續應用程序建立中也會使用到。

為了使用 Node.js，開發者需要定義 package.json 文件來描述應用程序以及所有庫的依賴性。

Node.js Package Manager 會安裝所有庫的副本到應用程序目錄的一個子目錄，也就是 node_modules/ 。這么做有一定的好處，因為這樣做可以隔離不同應用程序的庫版本，同時也避免了所有庫都被統一安裝到標準目錄下造成的代碼復雜性，比如 /usr/lib。

命令 npm 會建立 node_modules/ 目錄，以及所有需要的庫。

下面是 package.json 文件下的 JavaScript：

{
    "name": "reader-api",
    "main": "server.js",
    "dependencies": {
    "express" : "~4.10.0",
    "stormpath" : "~0.7.5", "express-stormpath" : "~0.5.9",
    "mongodb" : "~1.4.26”, "mongoose" : "~3.8.0",
    "body-parser" : "~1.10.0”, "method-override" : "~2.3.0",
    "morgan" : "~1.5.0”, "winston" : "~0.8.3”, "express-winston" : "~0.2.9",
    "validator" : "~3.27.0",
    "path" : "~0.4.9",
    "errorhandler" : "~1.3.0",
    "frisby" : "~0.8.3",
    "jasmine-node" : "~1.14.5",
    "async" : "~0.9.0"
    }
}

應用程序被命名為 reader-api，主文件被命名為 server.js，隨后會是一系列的依賴庫和它們的版本。這些庫其中的一些被設計用來解析 HTTP 查詢。在這里，我們會使用 frisby 作為測試工具，而 jasmine-node 則被用來運行 frisby 腳本。

在這些庫中，async 尤為重要。如果你從未使用過 node.js，那么請注意 node.js 使用的是異步機制。因此，任何阻塞 input/output (I/O) 的操作（比如從 socket 中讀取或者 1 個數據庫查詢）都會采用一個回調函數作為最后的參數，然后繼續控制流，只有在阻塞操作結束后才會繼續這個回調函數。下面看一個簡單的例子來理解這一點。

function foo() { someAsyncFunction(params, function(err, results)     { console.log(“one”);
    }); console.log(“two”); }

在上面這個例子中，你想象中的輸出可能是：

one
two

但實際情況的輸出是：

two
one

造成這個結果的原因就是 Node.js 使用的異步機制，打印 「one」 的代碼可能會在后續的回調函數中執行。之所以說可能，是因為這只在一定的情景下發生。這種異步編程帶來的不確定性被稱之為 non-deterministic execution 。對于許多編程任務來說，這么做可以獲得很高的性能，但是在順序性要求的場景則非常麻煩。而通過下面的用法則可以獲得一個理想中的順序：

actionArray = [ function one(cb) { someAsyncFunction(params, function(err,
        results) { if (err) { cb(new Error(“There was an  error”)); } console.log(“one”);
        cb(null); }); }, function two(cb) { console.log(“two”); cb(null); } ] async.series(actionArray);

通過本篇文章，相信大家對 Node.js 和異步函數設置都有了一定的理解，因此下篇博文將會描述更深入層次的一些知識。取代開始建立應用程序，這里會進入建立測試以及驗證應用程序的行為。這種方式則被稱為 test-driven 開發，它會帶來兩大好處：

首先，它會幫助開發者弄清數據和函數的消費方式，同時也可以幫助弄清一些奇怪的需求，比如數組中會儲存多個對象。

通過在建立應用程序之前編寫測試，模型會從「assumed to be working until a test fails」轉換成「broken / unimplemented until proven tested OK」。對于建立一個更健壯的應用程序來說，前者顯然更安全些。

未完待續。

原文鏈接：Building your first application with MongoDB: Creating a REST API using the MEAN Stack - Part 1

本文系 OneAPM 工程師編譯整理。想閱讀更多技術文章，請訪問 OneAPM 官方博客。