MERN 堆栈

什么是 MERN Stack？

MERN Stack 是一系列功能强大且稳定的技术集合，用于开发包含**后端、前端**和**数据库组件**的可伸缩主站 Web 应用程序。它使用 JavaScript 实现全栈 Web 应用程序的更快、更简单的开发。MERN Stack 是一种用户友好的全栈 JavaScript 框架技术，用于构建应用程序和动态网站。

MERN Stack 由四个主要组件或可以说四种主要技术组成

1. **M** 代表 **MongoDB（数据库）**，主要用于准备文档数据库，是一种 NoSQL（非结构化查询语言）数据库系统
2. **E** 代表 **Express**，主要用于开发 Node.js Web 框架
3. **R** 代表 **React**，主要用于开发客户端 JavaScript 框架
4. **N** 代表 **Node.js**，主要用于开发一流的 JavaScript Web 服务器

这四种技术中的每一种都在为开发人员提供端到端框架方面发挥着重要作用。即使这四种技术在 Web 应用程序的开发过程中也发挥着重要作用。

在 MERN 堆栈之前，它曾被称为 MEAN 堆栈，MERN Stack 是 MEAN 的变体之一，这里 MEAN 也由四个组件或四种不同的技术组成，即 M 代表 MongoDB，'E' 代表 Express，'A' 代表 Angular.js，'N' 代表 Node，如果你仔细观察，你会发现 MEAN 中的 'A'，即 Angular.js 被 MERN 中的 'R'，即 React.js 取代了，主要原因是 - 与 MEAN 相比，MERN Stack 主要用于更快地开发小型应用程序，而 MEAN 堆栈主要是大型应用程序的更好选择。然而，开发小型应用程序需要更多时间。它们在结构上也相对不同。

我们可以看到 MEAN 依赖 **Angular.js** 作为其前端 JavaScript 框架，而 MERN 堆栈依赖 **React** 及其**生态系统**。MERN Stack 旨在使开发过程更轻松、更顺畅。

从上图中，如果我们注意到，Node 和 Express 构成了中间应用程序或层。Node.js 是一个功能强大且流行的 JavaScript 服务器平台，而 Express.js 是一个服务器端 Web 框架。无论您选择哪个变体，ME(RVA)N 都是一种理想的方式，可以全程使用 JSON 和 JavaScript。

为什么我们应该选择 MERN Stack 来构建移动和 Web 应用程序？

1. **经济高效：**MERN Stack 中使用的所有四种技术（MongoDB、Express.js、React.js 和 Node.js）都建立在 JavaScript 之上，这使其具有成本效益，并且以更少的成本投资，用户将能够获得更好的结果或输出。
2. **SEO 友好：**这里的 **SEO**（**搜索引擎优化**）友好意味着 Google、Yahoo 和其他搜索引擎可以高效、轻松地搜索网站上的每个页面，有效地解释和关联内容与搜索文本，并轻松地将其索引到它们的数据库中。因为使用 MERN 技术创建的网站始终是 SEO 友好的。
3. **更好的性能：**更好的性能指的是后端、前端和数据库之间更快的响应，这最终提高了网站速度并产生更好的性能，从而提供流畅的用户体验。
4. **提高安全性：**它主要关注使用 MERN 生成的应用程序的安全性；这里的 Web 应用程序安全性指的是用于保护 Web 服务器和各种 Web 应用程序（如 API（**应用程序用户界面**））免受基于互联网的威胁攻击的各种过程、方法或技术。通常，安全的托管提供商可以轻松集成使用 MERN 堆栈创建的应用程序。为了获得更多或更好的安全性，还使用了 Mongo DB 和 Node.js 安全工具。
5. **提供最快的交付：**使用 MERN Stack 创建的任何 Web 应用程序和移动应用程序都可以更快地构建，这也有助于更快地交付给我们的客户。
6. **提供更快的修改：**MERN 堆栈技术支持根据客户在移动和 Web 应用程序中的请求进行快速修改。
7. **开源：**MERN 中涉及的所有四种技术都是开源的。此功能允许开发人员在开发过程中从开放门户中获得问题的解决方案。因此，它最终将对开发人员有利。
8. **客户端和服务器之间易于切换：**MERN 非常简单和快速，因为它只用一种语言编写。而且，在客户端和服务器之间切换也非常容易。

MERN Stack 的架构结构及其工作原理？

MERN 具有 3 层架构系统，主要由 3 层组成 -

这些层如下：

1. Web 作为前端层
2. 服务器作为中间层
3. 数据库作为后端层

我们已经知道它包含 4 个组件，即 **MongoDB、Express.js、React、Node.js。**

现在让我们更详细地了解上面提到的这三个层 -

1. **Web 或前端层 -** MERN 堆栈的顶层主要由 React.js 处理。它是最常用的开源前端 JavaScript 库之一，用于构建 Web 应用程序。它以创建**动态客户端应用程序**而闻名。React 将通过使用单个组件帮助您构建复杂的接口。它还将这些复杂的接口连接到后端服务器上的可用数据。React 用于创建移动应用程序（React Native）和 Web 应用程序。React 允许代码重用并可以轻松支持它，这有很多好处并且非常省时。它允许用户创建大型 Web 应用程序，即使不重新加载页面也能轻松更改页面数据。
2. **服务器或中间层 -** 它是顶层的下一层，主要由 MERN 堆栈的两个组件处理，即 **Express.js** 和 **Node.js。**这两个组件同时处理它，因为 Express.js 维护在 Node.js 服务器内部运行的服务器端框架。Express.js 是广泛使用的后端开发 JavaScript 框架之一。它使开发人员能够更轻松、更简单地启动强大的 API（应用程序编程接口）和 Web 服务器。它还为 Node.js HTTP（**超文本传输协议**）对象添加了有用的功能。另一方面，Node.js 本身发挥着非常重要的作用。它是一个开源服务器环境，是一个跨平台运行时环境，用于在浏览器之外执行 JavaScript 代码。Node.js 持续使用 JavaScript；因此，它最终有助于计算机用户快速创建任何网络服务或任何网络或移动应用程序。
   
3. **数据库作为后端层 -** 它是 MERN Stack 最重要的层之一，主要由 MongoDB 处理；数据库的主要作用是存储与您的应用程序相关的所有数据，例如 - **内容、统计数据、信息、用户配置文件、评论**等等。它主要出于**安全目的**存储所有数据。它维护一个适当的记录，通常在需要时将数据返回给用户。它主要将数据存储在数据库中。它生成两个或多个数据的副本文件，以便当系统发生故障时，它可以检索用户之前想要的精确信息或数据。这意味着 MongoDB 不是基于表格状关系数据库结构。另一方面，它提供了一种完全不同的数据检索和存储机制。**MongoDB** 是最流行的 NoSQL（NoSQL 或非结构化查询语言）数据库，一个开源的面向文档的数据库。“NoSQL”一词通常指不需要固定模式或适当关系表来存储必要数据的非关系数据库。MongoDB 以不同于由行和列组成的关系表格式存储数据。

MERN Stack 的主要组件

让我们逐一了解在形成 MERN Stack 中起主要作用的四种技术或组件

一、MongoDB -

• **MongoDB** 是最流行的 NoSQL（NoSQL 或非结构化查询语言）数据库，一个开源的面向文档的数据库。
• “NoSQL”一词通常指不需要固定模式或适当关系表来存储必要数据的非关系数据库。MongoDB 以不同于由行和列组成的关系表格式存储数据。
• 这意味着 MongoDB 不是基于表格状关系数据库结构。另一方面，它提供了一种完全不同的数据检索和存储机制。
• 数据存储的格式称为 BSON，它代表二进制 JavaScript 对象表示法；其二进制结构编码长度和类型信息，使其能够更快地解析。
• MongoDB 在将文档存储到集合中时使用 BSON。
• 它允许高度可伸缩和灵活的文档结构。
• 由于其高效的存储和索引技术，它比 RDBMS 快得多。
• 在 MongoDB 中，复杂的 JOIN 操作不可用；因此，它不支持复杂的事务。
• MongoDB 使用 JavaScript 作为编码语言，这是一个巨大的优势。
• 它是无模式的，因为任何存储的数据都存储在单独的文档中。
• 在 MongoDB 中，没有关系或表形成的概念，这发生在 RDBMS（关系数据库管理系统）中，其中表之间存在一定的关系。
• 它还支持灵活的文档模型，对于任何开发人员来说都非常快速地创建。
• MongoDB 是 NoSQL 数据库的重要类型之一。如果我们注意到数据库在单个服务器上运行时会达到其扩展限制，那么它更具可伸缩性并提供出色的性能。
• MongoDB 是一个 NoSQL 数据库，通过添加越来越多的服务器来扩展，并通过其灵活的文档模型提高生产力。

MongoDB 的一些重要特性 -

• **无模式数据库：**MongoDB 拥有这一伟大特性，这意味着一个集合可以包含不同类型的文档。由于这一非凡特性，MongoDB 为数据库提供了极大的灵活性。在 MongoDB 数据库中，单个集合包含多个文档，这些文档可能进一步包含不同数量的值、字段等。一个文档不需要必须与其他文档相关联，就像在关系数据库中发生的那样。
• **索引：**在 MongoDB 数据库中，由于此索引功能，可以轻松地从数据池中获取必要的数据。在 MongoDB 中，每个数据项都提供了一个特定的索引，分为主索引和辅助索引。通过此索引，用户更容易检索数据；它节省了大量时间。如果数据未索引，数据库将使用指定的查询搜索每个文档，这需要大量时间并且效率低下。
• **面向文档：**在 MongoDB 中，所有数据都存储在文档中，而不是像 SQL 那样的表中。此外，这些文档都有其独特的对象 ID。在这些文档中，信息数据存储在字段中，即**键值**对，而不是列和行，这使得数据比在 RDBMS 中为每个数据应用查询更灵活、更容易获取。
• **更快 -** MongoDB 与关系数据库（**RDBMS**）相比非常快，它是面向文档的。每个数据项都有其索引值，这使我们更容易检索任何数据，而无需浪费时间编写查询和相应地制作逻辑。
• **可伸缩性：**MongoDB 借助分片具有更好的可伸缩性。它提供横向可伸缩性。这里的“分片”一词意味着在多个服务器上分发数据；在此过程中，大量数据在分片键的帮助下被分成多个小数据块。这些类型的**数据块**均匀分布在位于多个物理服务器上的分片之间。
• **高性能：**MongoDB 具有非常高的性能和数据持久性，这归因于其**索引、可伸缩性、复制**等出色特性，优于其他数据库。
• **复制和高可用性 -** MongoDB 通过在不同服务器上创建多个数据副本，提高了数据的可用性。提供冗余或数据复制最终可以保护数据库免受任何硬件故障，并保护数据在未来不会丢失。假设如果一个服务器由于错误而无法工作或崩溃，那么数据可以很容易地从当时正在工作的其他活动服务器中检索，这都归因于数据的冗余。
• **聚合：**MongoDB 的此功能与 SQL GROUPBY 子句非常相似。此 GROUPBY 子句对分组数据执行各种操作以获取唯一或计算结果。
• **简单的环境设置 -** MongoDB 的环境设置非常简单。无需过多努力即可轻松在系统中设置 MongoDB。

二、Express

• Express 是一个在 **Node.js** 中运行的 JavaScript 服务器端框架。
• 它是最好的后端开发 JavaScript 框架之一。
• 它为开发人员提供了一个创建和维护健壮服务器的平台。
• Express 用于轻松快速地构建和设计 Web 和移动应用程序。
• Express 用于为移动和 Web 应用程序提供服务器端逻辑，因此它被广泛使用。
• 它使开发人员能够更轻松、更简单地启动强大的 API（**应用程序编程接口**）和 Web 服务器。
• Express 通过路由和中间件，使强大的 Web 服务器更容易组织应用程序的功能。
• 它还为 Node.js HTTP（**超文本传输协议**）对象添加了有用的功能。
• 它是 MERN 和 MEAN Stack 的重要组成部分，用于构建快速、可维护和健壮的生产 Web 应用程序。

Express 的一些重要特性 -

• Express 使 Node.js Web 和移动应用程序开发变得更加轻松和快捷。
• Express 的环境设置非常简单。无需过多努力即可轻松在系统中设置和配置 Express。
• Express 非常容易连接 MongoDB 等数据库。
• 基于 HTTP 方法和 URL，Express 允许您定义应用程序的路由。
• 路由主要旨在描述需要响应服务器收到的任何请求而运行的代码。路由通常基于 URL 模式序列和与请求关联的 HTTP 方法来完成。
• 如果您想对任何请求和响应执行额外的任务和功能，您可以轻松使用 Express 中存在的各种中间件模块。
• 请求是到达服务器以请求某些内容的消息，而响应是服务器以客户端请求的结果形式发送给客户端的消息。
• 如果发生任何错误并且您想处理它，您可以通过使用错误处理中间件轻松处理它。
• **中间件**在请求或响应生命周期中的某个时刻以代码的形式使用。它主要用于添加功能或增强 Web 服务器的行为。
• Express 还支持您创建 **REST API**（具象状态传输应用程序编程接口）
• REST API 也称为 RESTful API，它主要符合 REST 架构风格的约束，并且还允许与 RESTful Web 服务交互。REST API 的主要优点是它提供了极大的灵活性；它使用 HTTP 请求来访问和使用数据。
• 通过使用 Express 提供的两个模板引擎 EJS 和 Jade，可以轻松实现数据流入网站结构。
• Express 拥有庞大的第三方附加组件套件，开发人员可以使用它来提供更好的功能、帮助提高安全级别和提高速度。
• 它非常高效和可伸缩；您可以轻松地从任何地方访问它并在不同的系统上同时使用它，而且速度非常快。
• 它是单线程和异步的。
• 它还拥有最大的 Node.js 社区。
• 凭借其内置路由器，它促进了代码重用。
• 如果我们想了解 Web 服务器及其工作原理和组织背后的架构，那么学习 Express 是最佳选择。

三、React

• React 是最流行的开源前端 JavaScript 库之一，用于构建 Web 应用程序。
• 在使用 React 之前，它有一些先决条件，您应该遵循，您必须在您的系统中下载最新版本的 Node 包。此外，您必须了解 HTML、CSS 和 JavaScript。
• 它用于构建用户界面，特别是用于单页 Web 应用程序。
• 它不是 JavaScript 框架。它只是 Facebook 开发的一个 JavaScript 库，用于解决我们以前在使用其他库构建 Web 和移动应用程序时无法解决的问题。
• React 也用于掌握移动和 Web 应用程序的视图层。
• 它允许我们创建可重用的 UI（用户界面）组件。
• 它最初由 Facebook 工作的软件工程师 Jordan Walke 创建。
• React 最初部署在 Facebook 新闻源中。
• 它允许开发人员创建大型 Web 应用程序，即使不重新加载页面也能轻松更改页面数据。
• React 的主要目标是它只处理应用程序中的用户界面，无论是移动还是 Web。
• 它非常快速、简单和可伸缩。
• React 也与其他 JavaScript 库或框架结合使用。
• 有很多开源平台也用于简化前端 Web 和移动应用程序，例如 MVC 中的 Angular.js，但 React 仍然取代了 MEAN 堆栈中的 Angular。现在，大多数开发人员都在使用 MERN 堆栈，其中使用了 React；主要原因是它非常快，并且比其他前端框架具有更多优势。

React 的一些重要特性 -

• **易学 -** 使用 React 的一大优势是，对于初学者来说，学习它并使用这个前端框架制作 Web 和移动应用程序非常容易。任何具有编程基本知识的人都可以轻松理解 React，而无需像 Angular 那样困难。Angular 被称为“领域特定语言”，这意味着它很难理解。学习 React，您需要 HTML 和 CSS 的基本知识。
• **简单 -** React 是最简单的开源 JavaScript 前端框架之一，用于构建 Web 和移动应用程序。它使用基于组件的方法，使用纯粹简单的 JavaScript 和定义明确的生命周期，这使得 React 更简单、更容易。这样，任何人都可以轻松学习它并构建专业的移动和 Web 应用程序。它使用名为 JSX 的简单语法，允许学习者或开发人员将 HTML 与 JavaScript 混合使用，使他们更容易将其应用于制作高效的 Web 和移动应用程序。但是，不强制使用 JSX，您也可以使用纯 JavaScript，但与 JSX 相比，由于其简单性和更简单的语法，JSX 是更好的选择。
• **数据绑定 -** React 使用一种称为 Flux 的应用程序架构来通过一个称为调度程序的控制点来控制数据流到组件。它使用**单向数据绑定**，这使得大型 React 应用程序的独立组件更容易调试。
• **原生方法 -** React 用于创建移动应用程序（React Native）和 Web 应用程序。React 允许代码重用并可以轻松支持它，这有很多好处并且非常省时。因此，我们可以同时制作 **iOS、Web 应用程序**和 Android。
• **性能 -** 由于数据的不变性，React 具有非常快的性能。顾名思义，我们可以预测不可变数据结构永远不会改变，并允许您比较直接对象引用，而不是进行深度树比较。上述原因最终影响了 React 的性能并使其更快。
• **可测试性 -** React 非常易于测试；我们从 React 生成的任何应用程序，无论是移动应用程序还是 Web 应用程序，我们都更容易在 React 上进行测试。React 中有一些状态函数，其中各种 React 视图被视为这些状态的函数，我们可以轻松地操作我们传递给 React 视图的状态。此外，我们可以查看输出和触发的操作、函数、事件等。

四、Node.js

• Node.js 是一个开源服务器环境，也是一个跨平台运行时环境，用于在浏览器之外执行 JavaScript 代码。
• Node.js 不是一种编程语言，甚至也不是一个框架。
• 它通常用于构建和开发许多后端服务，例如网络应用程序、移动应用程序。
• 大型公司主要在生产中利用它，例如 **Uber、PayPal、Netflix**。
• 它可能是一个免费的 ASCII 文本文件平台，任何人都可以使用。
• 它可以在各种操作系统上运行，例如 **Windows、Mac、Linux、Unix** 等。
• 它非常容易上手，甚至可以用于敏捷开发和原型设计。
• 它为用户提供高度可扩展且非常快速的服务。
• 它非常一致，可以作为 ASCII 文本文件清理器使用。
• 它不断使用 JavaScript；因此，它最终有助于计算机用户快速创建任何网络服务或任何网络或移动应用程序。
• 它为任何 ASCII 文本文件库提供了一个庞大的系统。
• 它具有非阻塞或可以说异步性质。

React 的一些重要特性 -

• **易于扩展：**Node.js 具有高度可扩展性，因为它使用单线程模型和事件循环。由于事件机制的帮助，服务器通常以非阻塞方式响应。它还使服务器非常可扩展，而不是创建有限线程来处理请求的传统服务器。Node.js 使用单线程程序，这个程序将能够为许多请求提供服务。
• **快速：**Node.js 中的事件循环处理所有异步操作，因此 Node.js 就像一个快速套件，Node.js 中的所有操作都快速执行，例如网络连接、数据库或文件系统中的读写。它在 Google 开发的 V8 引擎上运行。
• **易于学习和调试代码：**Node.js 相当容易学习和调试，因为它使用 JavaScript 运行基于 Web 的项目以及各种 Web 和移动应用程序的代码。如果您精通前端开发并对 JavaScript 有很好的掌握，您可以轻松地在 Node.js 上构建和运行应用程序，并尽可能多地探索；这取决于您的能力。
• **实时 Web 应用程序：**Node.js 在制作实时 Web 应用程序中起着关键作用。如果您正在构建移动或 Web 应用程序，您也可以使用 PHP，尽管它与使用 Node.js 时花费的时间相同。但是，如果有人想构建游戏应用程序和聊天应用程序，那么 Node.js 是一个更好的选择，因为它具有更快的同步速度。
• **缓存优势：**Node.js 提供了缓存属性，其中单个模块被缓存。有时您不需要重新执行相同的代码行，因为它已经使用 Node.js 缓存了。
• **数据流：**在 Node.js 中，超文本传输协议 (HTTP) 请求和响应被认为是两个独立的事件。它们是知识流，因此当您在加载时处理文件时，它将缩短时间并使数据以传输方式提供时更快。它还允许您以闪电般的速度传输音频和视频文件。
• **面向对象的方法：**对 Node.js 的一个巨大抱怨是它的 JavaScript 传承，它经常涉及许多过程性意大利面条式代码。CoffeeScript 和 TypeScript 等框架解决了这些问题，但对于那些认真关心编码标准的人来说，它们是附加组件。随着 ES6 的发布和普遍采用，类被内置到框架中，代码在语法上类似于 C#、Java 和 SWIFT。
• **事件驱动**和**异步：**Node.js 库的所有 API 区域单元都是异步的，即非阻塞。这表明基于 Node.js 的服务器永远不会等待关联的 API 返回知识。服务器在行之后移动到后续 API，Node.js 事件的通知机制帮助服务器从以前的 API 决策中获得响应。
• **企业支持：**许多知名公司，如 PayPal、沃尔玛、微软、谷歌都在使用 Node.js 构建应用程序。Node.js 使用 JavaScript，因此大多数公司将前端和后端团队合并为一个单元。

MERN Stack 的优势

MERN Stack 有很多优点，其中一些如下所述 -

1. 为了任何 Web 应用程序或移动应用程序的流畅开发，它支持 MVC（**模型视图控制器**）架构；此架构的主要目的是将表示细节与业务逻辑分离。
2. 它涵盖了所有 Web 开发阶段，从前端开发到后端开发，都使用 JavaScript。
3. 它是一个开源框架，主要用于开发基于 Web 或移动的应用程序，并得到社区的支持。
4. 与 MEAN Stack 相比，它非常快速高效，主要适用于小型应用程序，而 MEAN Stack 适用于开发大型应用程序。