基于Node.JS 博客系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

閔 亮，薛格格，張玉欣，趙 彩

（西安交通大學(xué)城市學(xué)院計(jì)算機(jī)系，陜西西安 710018）

博客是一種由個(gè)人自己進(jìn)行管理、可以不定期更新文章內(nèi)容的網(wǎng)站，借助網(wǎng)絡(luò)為載體，進(jìn)而拉近人與人之間溝通的Internet 交流平臺(tái)[1-2]。一個(gè)典型的博客融合了文本信息、圖像、網(wǎng)站鏈接及其相關(guān)信息，可以讓讀者以互動(dòng)的方式留下意見(jiàn)，是許多博客的重要要素。博客已經(jīng)是社交網(wǎng)絡(luò)的一部分，比較著名的有新浪、網(wǎng)易、CSDN 等博客[3-5]。隨著時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展，代碼不斷地迭代更新，博客不再局限于特定的語(yǔ)言程序，而是從一開(kāi)始的C/C++到后來(lái)Java一枝獨(dú)秀，再到PHP[6-8]強(qiáng)勢(shì)崛起，再往后PHP 推出了超高性價(jià)比的WordPress、joomla 等。而目前博客所應(yīng)用到的程序按語(yǔ)言分類主要有：ASP、PHP、CGI、JSP、Python 等[9-11]。文中系統(tǒng)基于Node.JS 開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行博客系統(tǒng)搭建，并通過(guò)MVC 結(jié)構(gòu)管理代碼，從而對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行探索，并對(duì)程序的性能分析進(jìn)行評(píng)價(jià)[12-15]。與其他平臺(tái)相比，Node.JS 可以使瀏覽器端腳本語(yǔ)言JavaScript 通過(guò)Chrome 的V8 引擎在服務(wù)器端完美運(yùn)行，大大降低了開(kāi)發(fā)的成本和時(shí)間。這也是Java、GO、Python 和其他后端語(yǔ)言在解決高并發(fā)性問(wèn)題時(shí)面臨的巨大挑戰(zhàn)?；谶@兩個(gè)優(yōu)良特性，文中選擇Node.JS 來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)擁有更好性能、更友好的用戶體驗(yàn)的博客系統(tǒng)[16]。

1 博客系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需求

根據(jù)基于Node.JS 的博客系統(tǒng)的輕量化特性要求，該博客系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)博客內(nèi)容的發(fā)布、刪除以及用戶登錄、注冊(cè)、查看個(gè)人中心等功能。

1.1 系統(tǒng)功能需求

博客系統(tǒng)的具體功能需求如下：

1）前臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)功能

即用戶登錄、注冊(cè)；發(fā)表、刪除文章；分類管理；標(biāo)簽管理；友情鏈接等。

2）后臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)功能

包括網(wǎng)站基本內(nèi)容管理、管理員修改密碼、輪播圖管理、管理員登錄、友情鏈接管理、圖片上傳功能、添加公告等。

1.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程分析

在基于Node.JS 的博客系統(tǒng)中登錄分為兩種，分別是前臺(tái)用戶登錄和后臺(tái)管理員登錄。系統(tǒng)根據(jù)用戶的類型為其提供相應(yīng)的功能，流程如圖1所示。

圖1 用戶登錄流程分析圖

用戶登錄系統(tǒng)時(shí)首先需要判斷所處界面為前臺(tái)還是后臺(tái)，即判斷要登錄的用戶為前臺(tái)用戶還是后臺(tái)管理員。

2 博客系統(tǒng)的后臺(tái)管理模塊

博客系統(tǒng)后臺(tái)管理模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖2 所示，其主要采用HTML+CSS 對(duì)模塊頁(yè)面進(jìn)行渲染，采用AJAX 的數(shù)據(jù)傳輸方式，數(shù)據(jù)格式采用json 格式，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL 對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，使用ejs 工具包使HTML 頁(yè)面與Node.JS 交互。

圖2 后臺(tái)管理模塊結(jié)構(gòu)框圖

2.1 基本設(shè)置

基本設(shè)置模塊使用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)信息進(jìn)行處理，主要功能包括修改網(wǎng)站基本信息、修改管理員密碼以及添加公告。管理員在登陸后可以直接選擇各個(gè)功能對(duì)頁(yè)面進(jìn)行更改。

1）修改網(wǎng)站信息功能

修改網(wǎng)站信息功能是在MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立infos 數(shù)據(jù)表，用來(lái)存儲(chǔ)網(wǎng)站基本設(shè)置信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為{id，title，logo，keywords，description，person，tel，address，copyright，email}。

2）修改管理員密碼功能

修改管理員密碼功能是在MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立admin 數(shù)據(jù)表，用來(lái)存儲(chǔ)管理員信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為{id，username，password，image}。為了確保管理員賬戶的安全性，修改管理員密碼時(shí)將自動(dòng)改為Hmac算法進(jìn)行加密。

3）添加公告功能

添加公告功能是在MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立gods數(shù)據(jù)表，用來(lái)存儲(chǔ)公告信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為{id，url，image，description，sort，title}。

2.2 欄目管理

欄目是系統(tǒng)頻道某一類內(nèi)容的集合體，通過(guò)欄目可以將眾多文章內(nèi)容進(jìn)行分類整合，并且用戶根據(jù)自己查找的所需內(nèi)容，可以直接在不同欄目中進(jìn)行查找。欄目管理模塊使用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)信息進(jìn)行處理，主要功能包括添加欄目、查看欄目、修改或刪除欄目。

1）查看欄目功能

查看欄目功能與添加欄目功能共用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立的category 數(shù)據(jù)表。主要功能是將添加的欄目在頁(yè)面中顯示出來(lái)，便于管理員進(jìn)行觀察，同時(shí)為修改或刪除提供接口。

2）修改或刪除欄目功能

欄目隨著網(wǎng)站的需求會(huì)隨時(shí)做出相應(yīng)的改變，欄目的修改和刪除主要功能是方便管理員隨時(shí)更改欄目信息，所用的數(shù)據(jù)庫(kù)表是category。

2.3 輪播管理

輪播管理模塊使用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)信息進(jìn)行處理，主要功能包括添加輪播圖、查看輪播圖、修改或刪除輪播圖。

1）添加輪播圖功能

添加輪播圖功能是在MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立wheel 數(shù)據(jù)表，用來(lái)存儲(chǔ)輪播圖信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為{id，url，image，description，sort，title}。

2）查看輪播圖功能

查看輪播圖功能與添加功能共用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立的wheel 數(shù)據(jù)表。主要功能是將添加的輪播圖在頁(yè)面中顯示出來(lái)，便于管理員進(jìn)行觀察，同時(shí)為修改或刪除提供接口。

3）修改或刪除輪播圖功能

輪播圖隨著網(wǎng)站的需求會(huì)隨時(shí)做出相應(yīng)的改變，輪播圖的修改和刪除主要功能是方便管理員隨時(shí)更改輪播圖信息，所用的數(shù)據(jù)庫(kù)表是wheel。

2.4 鏈接管理

鏈接管理模塊使用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)信息進(jìn)行處理，主要功能包括添加鏈接、查看鏈接、修改或刪除鏈接。

1）添加鏈接功能

添加鏈接功能在MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立links 數(shù)據(jù)表用來(lái)存儲(chǔ)鏈接信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為{id，catename，url，sort}。

2）查看鏈接功能

查看鏈接功能與添加功能共用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立的links 數(shù)據(jù)表。主要功能是將添加的鏈接在頁(yè)面中顯示出來(lái)，便于管理員進(jìn)行觀察，同時(shí)為修改或刪除提供接口。

3）修改或刪除鏈接功能

鏈接隨著網(wǎng)站的需求會(huì)隨時(shí)做出相應(yīng)的改變，鏈接的修改和刪除主要功能是方便管理員隨時(shí)更改鏈接信息，所用的數(shù)據(jù)庫(kù)表是links。

2.5 熱門標(biāo)簽管理

熱門標(biāo)簽管理模塊使用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)信息進(jìn)行處理，主要功能包括添加標(biāo)簽、查看標(biāo)簽、修改或刪除標(biāo)簽。

1）添加標(biāo)簽功能

添加標(biāo)簽功能是在MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立tags 數(shù)據(jù)表，用來(lái)存儲(chǔ)標(biāo)簽信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為{ id，title，entitle，description，sort}。

2）查看標(biāo)簽功能

查看標(biāo)簽功能與添加功能共用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立的tags 數(shù)據(jù)表。主要功能是將添加的標(biāo)簽在頁(yè)面中顯示出來(lái)，便于管理員進(jìn)行觀察，同時(shí)為修改或刪除提供接口。

3）修改或刪除標(biāo)簽功能

標(biāo)簽隨著網(wǎng)站的需求會(huì)隨時(shí)做出相應(yīng)的改變，標(biāo)簽的修改和刪除主要功能是方便管理員隨時(shí)更改標(biāo)簽信息，所用的數(shù)據(jù)庫(kù)表是tags。

2.6 后臺(tái)接口的實(shí)現(xiàn)

基于Node.JS 的博客系統(tǒng)采用MVC 開(kāi)發(fā)模式，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和表現(xiàn)層3 層可以完全分離。頁(yè)面通過(guò)HTTP 請(qǐng)求與后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，即前臺(tái)頁(yè)面與后臺(tái)頁(yè)面無(wú)論是通過(guò)AJAX 與Node.JS 進(jìn)行異步交互，還是利用GET 表單提交，都要通過(guò)HTTP 請(qǐng)求，因而后臺(tái)只需提供足夠完成任務(wù)的接口，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。后臺(tái)接口設(shè)計(jì)如表1 所示，根據(jù)所設(shè)置的路由進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)、請(qǐng)求等。

表1 后臺(tái)接口設(shè)計(jì)表

3 博客系統(tǒng)的前臺(tái)界面模塊

博客系統(tǒng)前臺(tái)界面模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖3 所示，實(shí)現(xiàn)了目前的主流功能，在主模塊app.js 中通過(guò)session 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

圖3 前臺(tái)界面模塊結(jié)構(gòu)框圖

1）用戶登錄和注冊(cè)

用戶登錄和注冊(cè)模塊均采用單獨(dú)頁(yè)面，與主頁(yè)進(jìn)行區(qū)分，在數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL 中建立數(shù)據(jù)表users 來(lái)存儲(chǔ)用戶信息，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為{id，username，password，nickname，avator}。

2）用戶退出登錄

用戶退出登錄模塊主要是通過(guò)銷毀session 來(lái)實(shí)現(xiàn)銷毀用戶信息。

3）用戶查看博客

用戶查看博客模塊首先訪問(wèn)詳情頁(yè)localhost:3000/show.html，并通過(guò)<%=需要展示的內(nèi)容%>對(duì)文章進(jìn)行展示。

4）用戶搜索博客

用戶搜索博客模塊通過(guò)在導(dǎo)航欄采用模糊查詢功能進(jìn)行搜索，在search.html 頁(yè)面展示搜索結(jié)果。

4 博客系統(tǒng)的性能測(cè)試

4.1 測(cè)試方法及測(cè)試范圍

系統(tǒng)基本功能的測(cè)試方法主要采用黑盒測(cè)試和白盒測(cè)試。白盒測(cè)試主要針對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和邏輯進(jìn)行測(cè)試，黑盒測(cè)試根據(jù)軟件已有功能，測(cè)試模塊是否正常工作。前臺(tái)功能測(cè)試范圍如表2 所示，后臺(tái)功能測(cè)試范圍如表3 所示。

表2 前臺(tái)功能測(cè)試范圍

表3 后臺(tái)功能測(cè)試范圍

4.2 測(cè)試環(huán)境

服務(wù)器：阿里云推出的ECS服務(wù)器Windows Server 2008 標(biāo)準(zhǔn)版SP2 32 環(huán)境。

CPU：采用4 核Intel Xeon E5-2682 v4。

內(nèi)存：DDR4 內(nèi)存，內(nèi)存大小為2 GB。

硬盤容量：40 GB。

帶寬：1 M 帶寬，VPC 專有網(wǎng)絡(luò)。

瀏覽器：Chrome（谷歌）瀏覽器，IE9 以上運(yùn)行。

操作系統(tǒng)：支持Windows10、Windows7、Windows XP。

4.3 性能測(cè)試

系統(tǒng)性能穩(wěn)定、用戶體驗(yàn)優(yōu)劣均取決于后臺(tái)的響應(yīng)時(shí)間，而Node.JS 技術(shù)的最大特點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間快。系統(tǒng)測(cè)試響應(yīng)時(shí)間圖如圖4 所示，可以看出，系統(tǒng)單頁(yè)頁(yè)面的響應(yīng)時(shí)間大約是260 ms，即響應(yīng)時(shí)間是毫秒級(jí)的。

圖4 系統(tǒng)測(cè)試響應(yīng)時(shí)間圖

該系統(tǒng)采用1 M 帶寬的ECS 服務(wù)器，支持1000IP 同時(shí)進(jìn)行訪問(wèn)，服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間大約為5 s，滿足大部分網(wǎng)站的正常標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

文中基于Node.JS 的Web 框架Express 開(kāi)發(fā)的中小型博客系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)了用戶登錄、用戶注冊(cè)、文章發(fā)表、文章刪除、文章修改、查看文章、搜索文章、查看用戶、輪播圖管理、熱門標(biāo)簽管理、分類管理、熱門分布、友情鏈接管理、管理員賬戶登錄、密碼修改、圖片上傳等功能。主要采用黑盒測(cè)試技術(shù)對(duì)博客系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，該博客系統(tǒng)可以根據(jù)需求展示相應(yīng)的頁(yè)面，較流暢地執(zhí)行JavaScript 動(dòng)效。該博客系統(tǒng)至少支持500 人同時(shí)在線并發(fā)，兼容IE8 及IE8 以上、Chrome 瀏覽器、火狐瀏覽器、360 瀏覽器、QQ 瀏覽器等常用瀏覽器，后臺(tái)功能滿足目前博客基本功能需求。博客系統(tǒng)采用AJAX 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有較高的用戶信息安全保障，可以自由地更換前臺(tái)需要展示的內(nèi)容。