設定生產級全端 Node.js 專案不僅涉及編寫程式碼。它需要仔細的規劃、強大的架構以及遵守最佳實務。本指南將引導您完成使用 Node.js、Express 和 React 建立可擴展、可維護且安全的全端應用程式的過程。

無論您是希望了解生產級設定的初學者，還是旨在完善專案結構的經驗豐富的開發人員，本指南都將為建立專業級應用程式提供寶貴的見解。

先決條件

在開始之前，請確保您的系統上安裝了以下軟體：

• Node.js（最新 LTS 版本）

• npm（節點套件管理器，Node.js 附帶）

• Git（用於版本控制）

一、專案結構

組織良好的專案結構對於可維護性和可擴展性至關重要。以下是全端 Node.js 專案的推薦結構：

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

解釋：

• server目錄包含所有與後端相關的程式碼。

• client目錄包含前端應用程式。

• 在後端分離關注點（控制器、模型、路由）可以促進模組化。

• .env.example檔案用作環境變數的模板。

• Docker 配置允許一致的開發和部署環境。

2. 後台設定

設定強大的後端對於生產級應用程式至關重要。這是逐步指南：

1. 初始化專案：

   mkdir server && cd server
   npm init -y

2. 安裝必要的依賴項：

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

3. 建立主應用程式檔案（ 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;

解釋：

• 使用express作為Web框架。

• helmet新增了與安全性相關的 HTTP 標頭。

• cors支援跨來源資源共享。

• 模組化路由和錯誤處理可以改善程式碼組織。

3. 前端設定

結構良好的前端對於流暢的使用者體驗至關重要：

1. 建立一個新的 React 應用程式：

   npx create-react-app client
   cd client

2. 安裝附加套件：

   npm i axios react-router-dom

3. 設定 API 服務 ( 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;

解釋：

• 使用 Create React App 為最佳實踐奠定了堅實的基礎。

• axios簡化了 API 呼叫。

• 集中 API 配置使管理端點變得更加容易。

4. Docker 設定

Docker 確保開發、測試和生產環境的一致性：

在專案根目錄中建立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/db

volumes:
  mongo-data:

解釋：

• 定義後端、前端和資料庫的服務。

• 使用環境變數進行配置。

• 使用磁碟區保存資料庫資料。

5. 測試

實施全面測試以確保可靠性：

1. 後端測試（ 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);
     });
   });

2. 前端測試：利用 React 測試庫進行元件測試。

解釋：

• 後端測試使用 Jest 和 Supertest 進行 API 測試。

• 前端測試確保元件渲染和行為正確。

6. CI/CD 管道

使用 CI/CD 管道自動化測試和部署。以下是使用 GitHub Actions 的範例：

name: CI/CD

on:
  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

解釋：

• 自動對推送和拉取請求執行測試。

• 在主分支上成功測試後部署到生產環境。

7. 安全最佳實踐

• 使用頭盔設定安全 HTTP 標頭

• 實施速率限制

• 在生產中使用 HTTPS

• 清理使用者輸入

• 實施適當的身份驗證和授權

8. 效能優化

使用壓縮中間件

實施快取策略

最佳化資料庫查詢

使用 PM2 或類似產品進行生產流程管理

下一步

實施身份驗證（JWT、OAuth）

設定資料庫遷移

實施日誌記錄和監控

為靜態資產配置CDN

設定錯誤追蹤（例如 Sentry）

請記住，切勿提交 API 金鑰或資料庫憑證等敏感資訊。使用環境變數進行配置。

結論

設定生產級全端 Node.js 專案需要專注於細節並遵守最佳實踐。透過遵循本指南，您已經為可擴展、可維護且安全的應用程式奠定了基礎。請記住，這是一個起點 - 隨著您的專案的發展，您可能需要調整和擴展這些實踐以滿足您的特定需求。

常見問題解答

1. 為什麼要使用Docker進行開發？

Docker 確保不同開發環境之間的一致性，簡化新團隊成員的設置，並密切模仿生產環境。

2. 如何安全地處理環境變數？

使用.env檔案進行本地開發，但切勿將這些文件提交到版本控制。對於生產，請使用託管平台提供的環境變數。

3.前後端分離有什麼好處？

這種分離允許獨立擴展、更容易維護，並且可以為堆疊的每個部分使用不同的技術。

4. 如何確保我的應用程式安全？ **

實施身份驗證和授權、使用 HTTPS、清理使用者輸入、保持依賴項更新並遵循 OWASP 安全指南。

5. 對於生產中的資料庫效能，我應該考慮什麼？ **

最佳化查詢、有效使用索引、實施快取策略，並考慮資料庫擴充選項，例如針對高流量應用程式的分片或唯讀副本。

6. 如何處理生產環境中的日誌記錄？

使用 Winston 等日誌記錄庫，使用 ELK 堆疊（Elasticsearch、Logstash、Kibana）等服務或基於雲端的解決方案集中日誌，並確保您不會記錄敏感資訊。

7.如何確保我的應用程式具有可擴展性？

可擴展性對於生產應用程式至關重要。考慮使用負載平衡器、實施快取策略、最佳化資料庫查詢以及將應用程式設計為無狀態。您也可以探索大型應用程式的微服務架構。

8.保護 Node.js 應用程式安全的最佳實務是什麼？

安全至關重要。實施適當的身份驗證和授權、使用 HTTPS、保持依賴項更新、清理使用者輸入並遵循 OWASP 安全性準則。考慮使用 Helmet.js 等注重安全的中間件並實施速率限制以防止濫用。

9.我應該如何管理環境變數和配置？

使用.env檔案進行本地開發，但切勿將這些文件提交到版本控制。對於生產，請使用託管平台提供的環境變數。考慮使用組態管理工具來進行複雜的設定。

10.如何優化資料庫效能？

最佳化查詢，有效使用索引，實施快取策略（例如，Redis），並考慮資料庫擴充選項，例如針對高流量應用程式的分片或唯讀副本。定期進行資料庫維護和優化。

11.在生產環境中處理錯誤和異常的最佳方法是什麼？

在 Express 中實作全域錯誤處理中間件。全面記錄錯誤，但避免向客戶暴露敏感資訊。考慮使用像 Sentry 這樣的錯誤監控服務來進行即時錯誤追蹤和警報。

12.如何對前端和後端實施有效的測試策略？

使用 Jest 在前端和後端進行單元和整合測試。使用 Cypress 等工具實施端對端測試。以高測試覆蓋率為目標，並將測試整合到 CI/CD 管道中。

13.處理 API 版本控制最有效的方法是什麼？

考慮使用 URL 版本控制（例如/api/v1/ ）或自訂請求標頭。對舊 API 版本實施明確的棄用政策，並向 API 用戶有效傳達變更。

14.如何確保部署順利且停機時間最短？

實施藍綠部署或捲動更新。使用容器化 (Docker) 和編排工具 (Kubernetes) 來更輕鬆地擴展和部署。使用強大的 CI/CD 管道自動化您的部署流程。

15.我應該使用什麼快取策略來提高效能？

實現多個層級的快取：瀏覽器快取、靜態資源的 CDN 快取、應用程式層級快取（例如 Redis）和資料庫查詢快取。請注意快取失效策略以確保資料一致性。

16.如何安全地處理身份驗證，尤其是 SPA？

考慮使用 JWT（JSON Web 令牌）進行無狀態身份驗證。實施安全性令牌儲存（HttpOnly cookie）、使用刷新令牌並考慮使用 OAuth2 進行第三方驗證。對於 SPA，請注意 XSS 和 CSRF 保護。

17.如何優化 React 應用程式的效能？

實現程式碼分割和延遲載入。使用 React.memo 和 useMemo 進行昂貴的計算。使用 React DevTools 等工具優化渲染。考慮使用伺服器端渲染或靜態網站產生來縮短初始載入時間。

18.為我的全端應用程式選擇託管平台時應該考慮什麼？

考慮可擴展性、定價、部署簡單性、可用服務（資料庫、快取等）以及對技術堆疊的支援等因素。流行的選項包括 AWS、Google Cloud Platform、Heroku 和 DigitalOcean。

請記住，建立生產級應用程式是一個迭代過程。根據實際使用情況和回饋持續監控、測試和改進您的應用程式。

原文出處：https://dev.to/shanu001x/how-to-setup-full-stack-project-for-production-in-nodejs-environment-2d7l