Dart 全栈之服务端

古城微笑少年丶 2022-09-16 11:03 200阅读 0赞

# Dart 的服务端开发 #

本文是博主[《Flutter全栈式开发》][Flutter]系列课程的拓展。我们在Flutter课程中，编写了一个注册登录案例，详细讲解了常见的注册、登录、API接口鉴权功能，前后端是如何配合实现的。其中后台服务使用了Dart语言中较为知名的**aqueduct**框架。

近来由于Dart版本迭代过于频繁和激烈，尤其是不兼容的空安全特性，导致课程中使用的服务端框架**aqueduct**停止维护。维护该框架的公司没有多余的精力使之兼容新版本，目前亦无社区接手项目，可能永久停止。相继的，Dart的第二大服务端框架**angel**亦停止维护，不得不说是Dart的一大遗憾。我们的课程已经发布有较长时间，其中的案例，现在只能使用旧版本才能运行。

为了大家有更好的课程体验，能持续跟进Dart的新特性，我特别编写了一个轻量级的支持空安全特性的Dart HTTP服务器框架：[**arowana**][arowana]，它可以直接在Flutter中使用，可以运行在移动端。

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`arowana`这个单词是龙鱼的意思。龙鱼最早见于我国山海经记载：

> “龙鱼陵居在其北，状如狸。一曰“鱼段”。即有神圣乘此以行九野。”

龙鱼有须，胸鳍似龙爪，加上浑身金鳞（或红鳞），因而形似神龙。加上其盘旋灵动，华贵端庄，静时安若处子，动时迅如脱兔，所以其神更似神龙。目前龙鱼为濒危物种，列入《世界自然保护联盟》（IUCN） 濒危物种红色名录。

arowana 框架基于Dart语言官方提供的 [shelf][] 库，以处理HTTP请求，但shelf功能较弱，arowana 对其进行了部分功能增强。同时，还参考了我较为欣赏的Go语言Gin框架，编写了一个基于前缀树搜索的高性能路由组件，完全避免了正则匹配。我们知道，Dart语言中的正则处理性能较差，在AOT编译时可能还会称为性能瓶颈。arowana中还参考了aqueduct，封装了对Isolate并发处理的操作，使得并发处理更加简单。arowana没有太多依赖，尤其没有依赖一些动态特性（反射），因此它可以在移动端运行。

众所周知，Dart语言非常缺乏一个好的数据库ORM框架，其中一部分原因是因为Dart语言反射能力较差，甚至在Flutter中无法使用反射。因此arowana 并未提供或整合数据库模块，大家可自由组合目前可用的数据库连接模块，使用SQL操作数据。下面看一个简单示例：

class MyAChannel extends DefaultChannel {
      @override
      Future prepare() async {
        print('current isolate [${Isolate.current.debugName}]');
      }
    
      @override
      void entryPoint() {
        // 注册get请求路由
        get('/hello', (r) {
          return Response.ok('<h1>Hello, arowana!</h1>',
              headers: {'content-type': 'text/html; charset=UTF-8'});
        });
      }
    }

在Flutter中使用：

void main() {
      var app = Application(MyAChannel());
      // numberOfInstances: 启动两个后台isolate处理请求
      app.start(numberOfInstances: 2,consoleLogging: true);
      runApp(const MyApp());
    }

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## 注册登录实现 ##

来看一个完整例子，我们用**arowana**重写《Flutter全栈式开发》课程中的注册登录案例：

添加依赖。目前**arowana**处于试验版，没有发布仓库，使用Git协议添加依赖：

dependencies:
      dart_jsonwebtoken: ^2.3.2
      arowana:
        git: https://github.com/arcticfox1919/arowana.git
      sqlite3: ^1.2.0
      crypto: ^3.0.1

代码结构：

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首先编写一个Channel，注册路由：

/// server.dart
    
    class MyAChannel extends DefaultChannel{
      late SqliteDb db;
    
      @override
      Future prepare() async{
        db = SqliteDb.Connect();
      }
    
      @override
      void entryPoint() {
        post('/register', RegisterController(db));
        post('/login', LoginController(db));
    
        // 分组路由
        var r = group('/info');
        // 给该组设置鉴权中间件
        r.use(Auth.bearer(AuthVerifier()));
    
        r.get('/list', (request){
          return ResponseX.ok({
            'language': [
              {'id': 1, 'name': 'dart'},
              {'id': 2, 'name': 'java'},
              {'id': 3, 'name': 'c'},
              {'id': 4, 'name': 'golang'},
              {'id': 5, 'name': 'python'}
            ]
          });
        });
      }
    }

路由使用，与Gin相似，这里使用了分组路由，给`'/info'`下的所有子路由设置了一个身份验证的中间件，访问子路由必须鉴权。**arowana** 提供了一个简单的身份验证中间件`Auth`。开发者只需要实现一个自己的验证器`AuthVerifier`，从而自定义验证逻辑，它需要继承自`AuthValidator`。

两个`post`请求的路由分别实现注册和登录功能，两者逻辑相似，都使用json格式传递数据：

/// ctrl.dart
    
    class RegisterController{
      SqliteDb db;
      RegisterController(this.db);
    
      Future<Response> call(Request request)async{
        var body = await request.body;
        var json = body.json;
        if (json != null) {
          // 从请求参数中构造User实体类
          var user = User.from(json);
          if (user.check()) {
            user.save(db);
            // 注册成功，给客户端返回令牌
            return ResponseX.token(user.generateToken());
          }
        }
        return ResponseX.badRequest('Invalid username or password!');
      }
    }
    
    class LoginController{
      SqliteDb db;
      LoginController(this.db);
    
      Future<Response> call(Request request) async {
        var body = await request.body;
        var json = body.json;
        if (json != null) {
          var user = User.from(json);
          if (user.verify(db)) {
            // 登录成功，给客户端返回令牌
            return ResponseX.token(user.generateToken());
          }
        }
        return ResponseX.badRequest('Invalid username or password!');
      }
    }

如果你使用表单提交用户名和密码，你的请求头中需要指定`application/x-www-form-urlencode`类型，在服务端，你需要使用下面的方式获取参数：

var body = await request.body;
    var form = body.formParams;
    if (form != null) {
        print(form['uname']);
        print(form['passwd']);
    }

看一下`User`类的逻辑：

class User {
      int? id;
      String? uname;
      String? passwd;
    
      User.from(Map<String, dynamic> json) {
        uname = json['uname'];
        passwd = json['passwd'];
      }
      
      // 检查是否提交了有效的用户名、密码
      bool check() =>
          uname != null &&
          uname!.isNotEmpty &&
          passwd != null &&
          passwd!.isNotEmpty;
    
      // 验证登录
      bool verify(SqliteDb db) {
        if (!check()) return false;
        // 对密码进行hash处理
        passwd = md5.convert(utf8.encode(passwd!)).toString();
        // 去数据库查询用户名是否注册，密码是否正确
        var u = db.getUser(this);
        if(u == null) return false;
        id = u.id;
        return true;
      }
      
      // 保存用户名、密码到数据库
      void save(SqliteDb db){
        if(check()){
          // hash passwd
          passwd = md5.convert(utf8.encode(passwd!)).toString();
          var u = db.save(this);
          id = u.id;
        }
      }
      
      // 生成JWT格式令牌
      AuthToken generateToken({Duration expiration = const Duration(hours: 24)}) {
        var now = DateTime.now();
        var expirationDate = now.add(expiration);
        var t = createToken(
            this, expirationDate.millisecondsSinceEpoch~/1000);
        return AuthToken(t, now, expirationDate);
      }
    }

逻辑比较简单，这里主要使用了JWT格式生成Token，我们Flutter课程中已经介绍过JWT，但课程当时的案例用的另一种OAuth2.0生成的Token。

最后看一下验证器的实现：

class AuthVerifier extends AuthValidator{
    
      @override
      FutureOr<Authorization?> validate<T>(AuthorizationParser<T> parser, T authorizationData) {
        if (parser is AuthorizationBearerParser) {
          return _verify(authorizationData as String);
        }
        throw ArgumentError(
            "Invalid 'parser' for 'AuthValidator.validate'. Use 'AuthorizationBearerHeader'.");
      }
    
      FutureOr<Authorization?> _verify(String accessToken) async {
        try {
          // 校验客户端带来的Token
          final jwt = verifyToken(accessToken);
          return Authorization((jwt.payload as Map)['id'].toString(), this);
        } on JWTUndefinedError catch(e){
          print(e.error);
          // 校验失败，颁发的Token已经过期了，客户端需要刷新令牌或者重新登录
          if(e.error is JWTExpiredError){
            throw TokenExpiredException('Error: the token has expired, please refresh');
          }
        }
      }
    }

这里，对JWT Token的处理，使用了另一个库 [dart\_jsonwebtoken][dart_jsonwebtoken]。给`Auth`中间件提供我们自定义的验证器，当访问注册了身份验证中间件的子路由`/info/list`时，首先会校验请求的令牌，未登录或令牌过期，则校验失败，无权访问该路由。

最后，我们可以使用Postman工具来检验成果：

![a16e309837412cb37be318d0e83948ec.png][]

访问需要鉴权的接口

![d6ebaad6170d90f680f062c302112d93.png][]

**完整示例代码，请访问 [这里][Link 1]**

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[Flutter]: https://study.163.com/provider/480000001855430/index.htm?share=2&shareId=480000001855430
[arowana]: https://github.com/arcticfox1919/arowana
[b9cc81fb9462555c2d0a8e63f854feeb.png]: /images/20220828/376eae5951f144578c3971cb52e405cf.png
[shelf]: https://pub.flutter-io.cn/packages/shelf
[2074cb4239860a18479b759ded6c76a4.png]: /images/20220828/1ba42ab316bb42d89286f540a4aef328.png
[4c73d12f79dfb7b56afdd263e39d9781.png]: /images/20220828/e4b9f2b59e524f069b9c7c615705b0aa.png
[dart_jsonwebtoken]: https://pub.flutter-io.cn/packages/dart_jsonwebtoken
[a16e309837412cb37be318d0e83948ec.png]: /images/20220828/81b1b8c92cba4dfb83018ffca2599494.png
[d6ebaad6170d90f680f062c302112d93.png]: /images/20220828/696167f294054863b4ff3aec9cc0ea27.png
[Link 1]: https://github.com/arcticfox1919/auth-server
[0_1]: /images/20220828/f0a0def9c44f4c80bf6df74da2d9eece.png
[eb3c16913c155e08e1443a0029003aa1.png]: /images/20220828/17a3320eb93f4e088f6f00edfef19d6c.png