如何在 Nodejs 环境中设置用于生产的全栈项目

建立生产级全栈 node.js 项目不仅仅涉及编写代码。它需要仔细的规划、强大的架构以及遵守最佳实践。本指南将引导您完成使用 node.js、express 和 react 创建可扩展、可维护且安全的全栈应用程序的过程。

无论您是想要了解生产级设置的初学者，还是旨在完善项目结构的经验丰富的开发人员，本指南都将为创建专业级应用程序提供宝贵的见解。

先决条件

在我们开始之前，请确保您的系统上安装了以下软件：

一、项目结构

组织良好的项目结构对于可维护性和可扩展性至关重要。以下是全栈 node.js 项目的推荐结构：

project-root/├── server/│   ├── src/│   │   ├── config/│   │   ├── controllers/│   │   ├── models/│   │   ├── routes/│   │   ├── services/│   │   ├── utils/│   │   └── app.js│   ├── tests/│   ├── .env.example│   └── package.json├── client/│   ├── public/│   ├── src/│   │   ├── components/│   │   ├── pages/│   │   ├── services/│   │   ├── utils/│   │   └── app.js│   ├── .env.example│   └── package.json├── .gitignore├── docker-compose.yml└── readme.md

说明：

2. 后台设置

设置强大的后端对于生产级应用程序至关重要。这是分步指南：

1. 初始化项目：

   mkdir server && cd server   npm init -y

1. 安装必要的依赖项：

   npm i express mongoose dotenv helmet cors winston   npm i -d nodemon jest supertest

1. 创建主应用程序文件（src/app.js）：

   const express = require('express');   const helmet = require('helmet');   const cors = require('cors');   const routes = require('./routes');   const errorhandler = require('./middleware/errorhandler');   const app = express();   app.use(helmet());   app.use(cors());   app.use(express.json());   app.use('/api', routes);   app.use(errorhandler);   module.exports = app;

说明：

3. 前端设置

结构良好的前端对于流畅的用户体验至关重要：

1. 创建一个新的 react 应用程序：

   npx create-react-app client   cd client

1. 安装附加包：

   npm i axios react-router-dom

1. 设置api服务（src/services/api.js）：

   import axios from 'axios';   const api = axios.create({     baseurl: process.env.react_app_api_url || 'http://localhost:5000/api',   });   export default api;

说明：

4. docker 设置

docker 确保开发、测试和生产环境之间的一致性：

在项目根目录创建docker-compose.yml：

version: '3.8'services:  server:    build: ./server    ports:      - "5000:5000"    environment:      - node_env=production      - mongodb_uri=mongodb://mongo:27017/your_database    depends_on:      - mongo  client:    build: ./client    ports:      - "3000:3000"  mongo:    image: mongo    volumes:      - mongo-data:/data/dbvolumes:  mongo-data:

说明：

5. 测试

实施全面测试以确保可靠性：

1. 后端测试（server/tests/app.test.js）：

   const request = require('supertest');   const app = require('../src/app');   describe('app', () => {     it('should respond to health check', async () => {       const res = await request(app).get('/api/health');       expect(res.statuscode).tobe(200);     });   });

1. 前端测试：利用 react 测试库进行组件测试。

说明：

6. ci/cd 管道

使用 ci/cd 管道自动化测试和部署。这是使用 github actions 的示例：

name: CI/CDon:  push:    branches: [ main ]  pull_request:    branches: [ main ]jobs:  test:    runs-on: ubuntu-latest    steps:    - uses: actions/checkout@v2    - name: Use Node.js      uses: actions/setup-node@v2      with:        node-version: '14.x'    - run: cd server && npm ci    - run: cd server && npm test    - run: cd client && npm ci    - run: cd client && npm test  deploy:    needs: test    runs-on: ubuntu-latest    if: github.ref == 'refs/heads/main'    steps:    - name: Deploy to production      run: |        # Add your deployment script here

说明：

7. 安全最佳实践

8. 性能优化

使用压缩中间件
实施缓存策略
优化数据库查询
使用pm2或类似产品进行生产过程管理

下一步

实施身份验证（jwt、oauth）
设置数据库迁移
实施日志记录和监控
为静态资产配置cdn
设置错误跟踪（例如 sentry）

记住永远不要提交 api 密钥或数据库凭据等敏感信息。使用环境变量进行配置。

结论

建立生产级全栈 node.js 项目需要关注细节并遵守最佳实践。通过遵循本指南，您已经为可扩展、可维护且安全的应用程序奠定了基础。请记住，这是一个起点 - 随着您的项目的发展，您可能需要调整和扩展这些实践以满足您的特定需求。

常见问题解答

1. 为什么使用docker进行开发？**

docker 确保不同开发环境之间的一致性，简化新团队成员的设置，并紧密模仿生产环境。

2. 如何安全地处理环境变量？**

使用 .env 文件进行本地开发，但切勿将它们提交到版本控制。对于生产，请使用托管平台提供的环境变量。

3.前后端分离有什么好处？**

这种分离允许独立扩展，更容易维护，并且可以为堆栈的每个部分使用不同的技术。

4. 如何确保我的应用程序安全？**

实施身份验证和授权，使用 https，清理用户输入，保持依赖项更新，并遵循 owasp 安全指南。

5. 对于生产中的数据库性能，我应该考虑什么？**

优化查询，有效使用索引，实施缓存策略，并考虑数据库扩展选项，例如针对高流量应用程序的分片或只读副本。

6. 如何处理生产环境中的日志记录？**

使用像 winston 这样的日志库，使用 elk 堆栈（elasticsearch、logstash、kibana）或基于云的解决方案等服务集中日志，并确保您不会记录敏感信息。

7. 如何确保我的应用程序具有可扩展性？

可扩展性对于生产应用程序至关重要。考虑使用负载均衡器、实施缓存策略、优化数据库查询以及将应用程序设计为无状态。您还可以探索大型应用程序的微服务架构。

8. 保护 node.js 应用程序安全的最佳实践是什么？

安全是最重要的。实施适当的身份验证和授权、使用 https、保持依赖项更新、清理用户输入并遵循 owasp 安全准则。考虑使用 helmet.js 等注重安全的中间件并实施速率限制以防止滥用。

9. 我应该如何管理环境变量和配置？

使用 .env 文件进行本地开发，但切勿将它们提交到版本控制。对于生产，请使用托管平台提供的环境变量。考虑使用配置管理工具来进行复杂的设置。

10. 生产中处理日志记录和监控最有效的方法是什么？

使用 winston 或 bunyan 等库实施强大的日志记录策略。使用 elk 堆栈（elasticsearch、logstash、kibana）或基于云的解决方案等工具设置集中式日志记录。对于监控，请考虑 new relic、datadog 或带有 grafana 的 prometheus 等工具。

11. 如何优化数据库性能？

优化查询、有效使用索引、实施缓存策略（例如 redis），并考虑数据库扩展选项，例如针对高流量应用程序的分片或只读副本。定期进行数据库维护和优化。

12. 生产环境中处理错误和异常的最佳方法是什么？

在 express 中实现全局错误处理中间件。全面记录错误，但避免向客户暴露敏感信息。考虑使用像 sentry 这样的错误监控服务来进行实时错误跟踪和警报。

13. 如何对前端和后端实施有效的测试策略？

使用 jest 在前端和后端进行单元和集成测试。使用 cypress 等工具实施端到端测试。以高测试覆盖率为目标，并将测试集成到 ci/cd 管道中。

14. 处理 api 版本控制最有效的方法是什么？

考虑使用 url 版本控制（例如 /api/v1/）或自定义请求标头。对旧 api 版本实施明确的弃用政策，并向 api 消费者有效传达更改。

15. 如何确保部署顺利且停机时间最短？

实施蓝绿部署或滚动更新。使用容器化 (docker) 和编排工具 (kubernetes) 来更轻松地扩展和部署。使用强大的 ci/cd 管道自动化您的部署过程。

16. 我应该使用什么策略进行缓存来提高性能？

实现多个级别的缓存：浏览器​​缓存、静态资源的 cdn 缓存、应用程序级缓存（例如 redis）和数据库查询缓存。注意缓存失效策略以确保数据一致性。

17. 如何安全地处理身份验证，尤其是 spa？

考虑使用 jwt（json web 令牌）进行无状态身份验证。实施安全令牌存储（httponly cookie），使用刷新令牌，并考虑使用 oauth2 进行第三方身份验证。对于 spa，请注意 xss 和 csrf 保护。

18. 构建 react 组件以实现可维护性的最佳方法是什么？

遵循原子设计原则。分离展示组件和容器组件。使用钩子实现共享逻辑，并考虑使用 redux 或 mobx 等状态管理库进行复杂的状态管理。

19. 如何优化 react 应用程序的性能？

实现代码分割和延迟加载。使用 react.memo 和 usememo 进行昂贵的计算。使用 react devtools 等工具优化渲染。考虑服务器端渲染或静态站点生成以缩短初始加载时间。

20. 为我的全栈应用程序选择托管平台时应该考虑什么？

考虑可扩展性、定价、易于部署、可用服务（数据库、缓存等）以及对技术堆栈的支持等因素。流行的选项包括 aws、google cloud platform、heroku 和 digitalocean。

21. 如何处理生产数据库中的数据迁移和架构更改？

使用数据库迁移工具（例如，用于 sql 数据库的 knex.js 或用于 mongodb 的 mongoose）。仔细规划迁移，始终制定回滚策略，并在应用于生产之前在暂存环境中彻底测试迁移。

请记住，构建生产级应用程序是一个迭代过程。根据实际使用情况和反馈持续监控、测试和改进您的应用程序。