วิธีสร้างแอปพลิเคชันแชทแบบเรียลไทม์ใน Node.js โดยใช้ Express, Mongoose และ Socket.io

ในบทช่วยสอนนี้เราจะใช้แพลตฟอร์ม Node.js เพื่อสร้างแอปพลิเคชันแชทแบบเรียลไทม์ที่ส่งและแสดงข้อความไปยังผู้รับได้ทันทีโดยไม่ต้องรีเฟรชหน้าใด ๆ เราจะใช้เฟรมเวิร์ก JavaScript Express.js และไลบรารี Mongoose และ Socket.io เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้

ก่อนที่เราจะเริ่มมาดูพื้นฐานของ Node.js อย่างรวดเร็ว

โหนด js

Node.js เป็นสภาพแวดล้อมรันไทม์ JavaScript แบบโอเพนซอร์สข้ามแพลตฟอร์มที่รันโค้ด JavaScript นอกเบราว์เซอร์ ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของการใช้ Node คือเราสามารถใช้ JavaScript เป็นทั้งภาษาฟรอนต์เอนด์และแบ็คเอนด์

ดังที่เราทราบกันดีว่า JavaScript ถูกใช้เป็นหลักสำหรับการเขียนสคริปต์ฝั่งไคลเอ็นต์ซึ่งสคริปต์ถูกฝังอยู่ใน HTML ของหน้าเว็บและเรียกใช้งานฝั่งไคลเอ็นต์โดยเอ็นจิ้น JavaScript ในเว็บเบราว์เซอร์ของผู้ใช้

Node.js ช่วยให้นักพัฒนาใช้ JavaScript ในการเขียนเครื่องมือบรรทัดคำสั่งและสำหรับการเขียนสคริปต์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ - รันสคริปต์ฝั่งเซิร์ฟเวอร์เพื่อสร้างเนื้อหาเว็บเพจแบบไดนามิกก่อนที่เพจจะถูกส่งไปยังเว็บเบราว์เซอร์ของผู้ใช้

ในการติดตั้งโหนด:

//nodejs.org/en/download/

แม้ว่าโหนดจะเป็นเธรดเดียว แต่ก็ยังใช้ฟังก์ชันอะซิงโครนัสได้เร็วกว่า ตัวอย่างเช่น Node สามารถประมวลผลสิ่งอื่น ๆ ในขณะที่ไฟล์กำลังถูกอ่านออกจากดิสก์หรือในขณะที่รอให้คำร้องขอ HTTP เสร็จสมบูรณ์ พฤติกรรมแบบอะซิงโครนัสสามารถดำเนินการได้โดยใช้การเรียกกลับ JavaScript ยังทำงานได้ดีกับฐานข้อมูล JSON และ No-SQL

โมดูล NPM

Nodejs อนุญาตให้รวมโมดูลของไลบรารีไว้ในแอปพลิเคชัน โมดูลเหล่านี้สามารถกำหนดโดยผู้ใช้หรือโมดูลของบุคคลที่สาม

โมดูลของบุคคลที่สามสามารถติดตั้งได้โดยใช้คำสั่งต่อไปนี้:

npm install module_name

และโมดูลที่ติดตั้งสามารถใช้งานได้โดยใช้ฟังก์ชันrequire () :

var module = require(‘module_name’)

ในแอป Node เราจะใช้ไฟล์ package.json เพื่อรักษาเวอร์ชันของโมดูล ไฟล์นี้สามารถสร้างได้โดยคำสั่งนี้:

npm init

และต้องติดตั้งแพ็คเกจดังต่อไปนี้:

npm install -s module_name

มีกรอบมากมายที่สามารถเพิ่มเป็นโมดูลให้กับแอปพลิเคชัน Node ของเราได้ สิ่งเหล่านี้จะอธิบายเพิ่มเติมตามความจำเป็น

แอปพลิเคชั่นแชทง่ายๆ

แอปต้องอนุญาตให้ผู้ใช้หลายคนแชทด้วยกัน ต้องอัปเดตข้อความโดยไม่รีเฟรชหน้า เพื่อความเรียบง่ายเราจะหลีกเลี่ยงส่วนการตรวจสอบสิทธิ์

เราสามารถเริ่มต้นด้วยการสร้างไดเรกทอรีโครงการใหม่และย้ายเข้าไป จากนั้นเราสามารถเริ่มโครงการของเราโดยใช้คำสั่งต่อไปนี้:

npm init

สิ่งนี้จะแจ้งให้เราป้อนรายละเอียดเกี่ยวกับโครงการของเรา

หลังจากนี้ไฟล์package.jsonจะถูกสร้างขึ้น:

{ “name”: “test”, “version”: “1.0.0”, “description”: “”, “main”: “index.js”, “scripts”: { “test”: “echo \”Error: no test specified\” && exit 1" }, “author”: “”, “license”: “ISC” }

ไดเร็กทอรีแอพของเราถูกตั้งค่าแล้ว

สิ่งแรกที่เราต้องสร้างคือเซิร์ฟเวอร์ ในการสร้างสิ่งนั้นเราจะใช้กรอบชื่อExpress

Express.js

Express.js หรือ Express เป็นเฟรมเวิร์กเว็บแอปพลิเคชันสำหรับ Node.js Express มีชุดคุณสมบัติที่มีประสิทธิภาพสำหรับเว็บและแอปพลิเคชันมือถือ Express นำเสนอคุณลักษณะพื้นฐานของเว็บแอปพลิเคชันแบบบาง ๆ โดยไม่บดบังคุณสมบัติ Node.js

เราจะติดตั้ง Express.js โดยใช้คำสั่งต่อไปนี้:

npm install -s express

ภายในไฟล์ package.json จะมีการเพิ่มบรรทัดใหม่:

dependencies”: { “express”: “⁴.16.3” }

ต่อไปเราจะสร้างไฟล์server.js

ในไฟล์นี้เราจำเป็นต้องใช้ Express และสร้างการอ้างอิงถึงตัวแปรจากอินสแตนซ์ของ Express เนื้อหาคงที่เช่น HTML, CSS หรือ JavaScript สามารถให้บริการโดยใช้ express.js:

var express = require(‘express’); var app = express();

และเราสามารถเริ่มฟังพอร์ตโดยใช้รหัส:

var server = app.listen(3000, () => { console.log(‘server is running on port’, server.address().port); });

ตอนนี้เราต้องสร้างไฟล์ HTML index.html ที่แสดง UI ของเรา ฉันได้เพิ่ม bootstrap และ JQuery cdn

//index.html    

Send Message

Send

โปรดทราบว่าแท็ก< ; / script> ว่างเปล่าจะเป็นที่ที่เราจะเขียนโค้ด JavaScript ฝั่งไคลเอ็นต์

เพื่อที่จะบอก Express ว่าเราจะใช้ไฟล์แบบคงที่ เราจะเพิ่มบรรทัดใหม่ภายในserver.js:

app.use(express.static(__dirname));

เราสามารถรัน server.js โดยใช้คำสั่ง

node ./server.js

or a package called nodemon, so that the changes made in the code will be automatically detected. We will download nodemon using the command

npm install -g nodemon

-g — global, so that it is accessible in all projects.

We will run the code using the command

nodemon ./server.js

If you go to localhost:3000 we can see the index file:

Now that our server is up and running, we need to create our database. For this app we will having a No-SQL database and will be using Mongodb. I am setting up my mongodb in mlab.com. Our database will contain a single collection called messages with fields name and message.

In-order to connect this database to the app, we will use another package called Mongoose.

Mongoose

Mongoose is a MongoDB object modeling tool designed to work in an asynchronous environment. Mongoose can be installed using the command

npm install -s mongoose

Inside server.js we will require mongoose:

var mongoose = require(‘mongoose’);

And we will assign a variable, the URL of our mlab database:

var dbUrl = ‘mongodb://username:[email protected]:57981/simple-chat’

Mongoose will connect to the mlab database with the connect method:

mongoose.connect(dbUrl , (err) => { console.log(‘mongodb connected’,err); })

And we will be defining our message model as

var Message = mongoose.model(‘Message’,{ name : String, message : String})

We can implement the chat logic now. But before that there is one more package that needs to be added.

Body-Parser

Body-Parser extracts the entire body portion of an incoming request stream and exposes it on req.body. The middleware was a part of Express.js earlier, but now you have to install it separately.

Install it using the following command:

npm install -s body-parser

Add the following codes to server.js:

var bodyParser = require(‘body-parser’) app.use(bodyParser.json()); app.use(bodyParser.urlencoded({extended: false}))

Routing

Routing refers to how an application’s endpoints (URIs) respond to client requests. You define routing using methods of the Express app object that correspond to HTTP methods: app.get() to handle GET requests and app.post() to handle POST requests.

These routing methods specify a callback function (sometimes called “handler functions”) called when the application receives a request to the specified route (endpoint) and HTTP method. In other words, the application “listens” for requests that match the specified routes and methods, and when it detects a match, it calls the specified callback function.

Now we need to create two routes to the messages for our chat to work.

Inside server.js:

get : will get all the message from database

app.get('/messages', (req, res) => { Message.find({},(err, messages)=> { res.send(messages); }) })

post : will post new messages created by the user to the database

app.post('/messages', (req, res) => { var message = new Message(req.body); message.save((err) =>{ if(err) sendStatus(500); res.sendStatus(200); }) })

In order to connect these routes to the front end we need to add the following code in the client side script tag in the index.html:

$(() => { $("#send").click(()=>{ sendMessage({ name: $("#name").val(), message:$("#message").val()}); }) getMessages() }) function addMessages(message){ $(“#messages”).append(` 

${message.name}

${message.message}

`) } function getMessages(){ $.get(‘//localhost:3000/messages', (data) => { data.forEach(addMessages); }) } function sendMessage(message){ $.post(‘//localhost:3000/messages', message) }

Here the sendMessage is used to invoke the post route of the messages, and save a message sent by the user. The message is created when a user clicks the send button.

Similarly the getMessage is used to invoke the get route of messages. This will get all the messages saved in the database and will be appended to the messages div.

The only issue now is that there is no way for the client to know if the server is updated. So each time we post a message we need to refresh the page to see the new messages.

To solve this we can add a push notification system that will send messages from server to client. In Node.js we use socket.io.

Socket.io

Socket.IO is a JavaScript library for realtime web applications. It enables realtime, bi-directional communication between web clients and server. It has two parts: a client-side library that runs in the browser, and a server-side library for Node.js. Socket.io enables real-time bidirectional event-based communication.

To install socket.io:

npm install -s socket.io

we also need an HTTP package for Socket.io to work:

npm install -s http

Add the following code to server.js:

var http = require(‘http’).Server(app); var io = require(‘socket.io’)(http);

And we can create a connection:

io.on(‘connection’, () =>{ console.log(‘a user is connected’) })

In the index.html add the following tag:

Now we need to create an emit action when a message is created in server.js. So the post route becomes this:

app.post('/messages', (req, res) => { var message = new Message(req.body); message.save((err) =>{ if(err) sendStatus(500); io.emit('message', req.body); res.sendStatus(200); }) })

And in the client side script tag in index.html, add the following code:

var socket = io(); socket.on(‘message’, addMessages)

So each time a message is posted, the server will update the messages in the message div.

Great!!

This is very basic application that we can create in Node.js. There is lot of scope for improvement. The finished code can be found in //github.com/amkurian/simple-chat

server.js

var express = require('express'); var bodyParser = require('body-parser') var app = express(); var http = require('http').Server(app); var io = require('socket.io')(http); var mongoose = require('mongoose'); app.use(express.static(__dirname)); app.use(bodyParser.json()); app.use(bodyParser.urlencoded({extended: false})) var Message = mongoose.model('Message',{ name : String, message : String }) var dbUrl = 'mongodb://username:[email protected]:57981/simple-chat' app.get('/messages', (req, res) => { Message.find({},(err, messages)=> { res.send(messages); }) }) app.get('/messages', (req, res) => { Message.find({},(err, messages)=> { res.send(messages); }) }) app.post('/messages', (req, res) => { var message = new Message(req.body); message.save((err) =>{ if(err) sendStatus(500); io.emit('message', req.body); res.sendStatus(200); }) }) io.on('connection', () =>{ console.log('a user is connected') }) mongoose.connect(dbUrl ,{useMongoClient : true} ,(err) => { console.log('mongodb connected',err); }) var server = http.listen(3001, () => { console.log('server is running on port', server.address().port); });

Hope this was helpful in understanding some basic concepts.

Some useful links

Socket.IO

SOCKET.IO 2.0 IS HERE FEATURING THE FASTEST AND MOST RELIABLE REAL-TIME ENGINE ~/Projects/tweets/index.js var io =…socket.ioExpress - Node.js web application framework

Express is a minimal and flexible Node.js web application framework that provides a robust set of features for web and…expressjs.com

//mongoosejs.com/