NestJS 项目架构设计：与 Express 的对比及设计哲学解析

NestJS 项目架构设计：与 Express 的对比及设计哲学解析

NestJS 的核心设计哲学是提供一个开箱即用的应用架构，使开发者与团队能够创建高度可测试、可扩展、松耦合且易于维护的应用，该架构深受 Angular 启发。

背景：从 Express 项目手动搭建说起

在理解 NestJS 的设计优势之前，首先需要了解使用原生 Express 搭建一个具备基本分层架构的项目需要哪些手动工作。视频中准备了一个预先构建好的 Express 项目，该项目在中层进行了代码划分，分为路由定义、控制器（Controller）、服务（Service） 三个层次，其架构流程如下：

• main.js 为项目入口，从中引入相应的路由定义。
• 路由定义中定义一个路由对象，绑定根路径，将路径与 GET 请求绑定成一个端点，交由对应的 Controller（如 getHello）处理。
• Controller 中调用对应的 Service（如 appService），由 Service 返回字符串。

该项目实现热重载（Hot Reload）功能的运行命令为：

node --watch 相应文件

其中 --watch 是 Node.js 内置的监听文件变更并自动重启的功能，需要注意的是：该功能仅在 Node.js V20 及以上版本 才可以使用。

关键观察：在 Express 项目中，无论是划分不同的文件夹结构，还是添加运行命令，所有这些工作全部需要手动完成——NestJS 并不会自动帮你生成这些配置。这些手动完成的工作，在 NestJS 项目中全部是自动处理好的。

NestJS 的设计哲学

NestJS 官网右侧的 "Philosophy"（设计哲学）部分展示了其核心理念：

Nest provides an out-of-box application architecture, which allows developers and teams to create highly testable, scalable, loosely and easily maintainable applications.

翻译：Nest 提供一个开箱即用的应用架构，允许开发者和团队创建高度可测试、可扩展、松耦合且易于维护的应用。

其中最重要的一句话为：

The architecture is heavily inspired by Angular.

即：该架构深受 Angular 的启发。因此，如果之前学习过 Angular，会发现 NestJS 中的许多设计方式和写法与 Angular 非常相似。

NestJS 项目创建：命令行工具与参数详解

创建命令与跳过步骤

创建 NestJS 项目的标准命令为：

nest new

在创建过程中，NestJS 默认会自动安装项目依赖，并自动将项目初始化为 Git 仓库。如果希望跳过这两个步骤，需要通过命令行参数进行调整。官方文档中的 CLI 使用说明（位于官方文档左侧 "CLI" 下的 "Usage" 部分）提供了以下参数：

例如，快速创建一个名为 nest-app 的项目并跳过依赖安装和 Git 初始化的命令为：

nest new nest-app -g -s

对比说明：如果不加 -g 和 -s，创建过程会等待较长时间，因为需要安装项目依赖；加上这两个参数后，项目创建会非常快，因为跳过了安装过程。

JavaScript 支持说明

NestJS 是可以通过 JavaScript 来创建的，但默认情况下创建的都是 TypeScript 项目。需要通过在选项中加 -l 参数选择对应的编程语言，否则默认以 TypeScript 为主。

架构可视化：使用 madge 工具生成依赖架构图

为了直观对比 Express 与 NestJS 的项目架构，需要使用一个名为 madge 的工具。该工具可以全局安装或安装在项目依赖中，用于扫描项目入口文件并生成依赖关系架构图。

使用步骤

1. 全局安装 madge：

npm install -g madge

1. 以 Express 项目为例，生成架构图的命令为：

madge image 入口文件路径

对于 Express 项目，入口文件是 main.js。

1. 对于 NestJS 项目，入口文件是 src 目录下的 main.ts，命令为：

madge image src/main.ts

输出的文件格式可以生成 PNG，也可以生成 SVG（视频中个人偏好 SVG 格式）。

架构图对比结果

生成后的架构图显示，NestJS 的架构与 Express 项目大差不差，但 NestJS 中多了一个叫做 Module（模块）的概念。

Module（模块）：NestJS 架构的核心概念

什么是 Module

在 NestJS 的架构图中，Module 是将 Controller 和 Service 整合在一起的工具。可以把它当做一个简单的基座，这个基座上面可以承载不同的东西（Controller、Service 等），最后需要把这个承载了不同东西的基座本身作为创建项目的依赖。

因此，在 main.ts 中，NestJS 项目会导入 Module 文件，以它为基础来创建服务器对象。

Module 的官方定义与特性

官方文档 "Overview" 下的 "Modules" 部分对 Module 的说明包括以下要点：

• 每个 NestJS 项目至少都有一个 Module，即 Root Module（根模块）。根模块是整个 NestJS 项目构建的开始点（Starting Point），项目本身一定要基于一个 Module 来进行创建。
• 官方推荐以划分不同 Module 的形式来组织组件。官方原文表述为：

Modules are highly recommended as an effective way to organize your components.

即：强烈推荐将 Module 作为组织组件的有效方式。NestJS 项目的功能划分一般都会划分成不同的 Module 或模块。

Module 的定义方式

Module 的定义规则非常简单：一旦一个类带上了 `@Module` 装饰器，那么它本身就是一个 Module（模块）。因此，在 app.module.ts 文件上面都有 @Module 装饰器。

Module 文件内部结构

Module 作为一个基座，会引入 Controller 和 Service。在 @Module 装饰器中，会定义：

• controllers：该模块下承载的控制器
• providers：该模块下承载的服务（Service）

注意：为什么 Service 前面的属性名是 providers 而不是 services？这涉及 NestJS 中的依赖注入（Dependency Injection）和控制反转（Inversion of Control） 概念。这两个概念较为复杂，其中很多细节是隐藏起来的，需要单独深入讲解。

依赖注入与控制反转：待讲解的复杂概念

视频中明确指出，providers 与 controllers 的属性名差异，其本质原因在于依赖注入和控制反转。

• 要解决的问题：为什么 Controller 中能够直接引用 appService 这个 Service，而不需要手动创建该 Service 的对象实例？
• 复杂程度：这两个概念本身是比较复杂的，其很多细节被框架隐藏起来。
• 讲解安排：留到下一次再讲，本节的重点是理解 NestJS 的整个项目结构和设计哲学，而非深入依赖注入机制的内部原理。

NestJS 对比 Express 的核心优势总结

Module 概念的适应性问题与后续展望

对不同背景开发者的影响

• 学过 Angular 的开发者：会觉得 Module 的概念非常亲切，因为 NestJS 的 Module 划分方式和 Angular 中的 Module 划分方式一模一样。
• 只写过 React、Vue 或普通 Express 项目的开发者：可能会比较难以理解为什么要以 Module 的方式来划分，以及这样划分的好处到底是什么。

当前阶段的理解要求

在当前学习阶段，对于 Module 概念，只需要有一个简单的概念即可。Module 的实际好处会在后续做实际项目时得以体现。

限制与待确认问题

• 依赖注入与控制反转的具体机制和实现原理尚未在本节展开，等待后续课程讲解，且该部分内容较为复杂、细节隐藏较深。
• 视频中提到 madge 工具时，其名称发音为 "match"（原文语音表述），具体拼写为 madge。
• 视频中提到 "Nest 它是可以通过 JavaScript 来创建的"，但之前并没有演示过，原因在于需要通过 -l 参数选择编程语言，默认以 TypeScript 为主。
• 视频中的 "match" 工具需要先安装（全局或项目依赖）才能使用，本视频演示了全局安装方式。
• 视频提到 "Nest 可以通过 JavaScript 创建""我们之前好像并没有演示过"——本次视频同样未实际演示 JavaScript 创建过程，仅说明了命令参数。
• 原文视频为口语化教学内容，部分表述（如 "NeJ""list 项目""match"）存在口音或发音导致的拼写不精确，本笔记依据上下文进行了合理还原（分别对应 NestJS、NestJS、madge）。

行动清单（学习者可实际操作验证）

1. 使用 nest new project-name -g -s 快速创建一个不包含 Git 初始化和依赖安装的 NestJS 项目。
2. 使用 nest new project-name -l javascript 创建 JavaScript 版本的 NestJS 项目（验证可用性，本视频未实际演示）。
3. 全局安装 madge（npm install -g madge），对 Express 项目（入口 main.js）和 NestJS 项目（入口 src/main.ts）分别执行 madge image 命令，对比生成的架构图。
4. 对比观察：NestJS 架构图中多出的 Module 节点，与 Express 架构图的差异所在。
5. 观察 app.module.ts 中 @Module 装饰器内的 controllers 和 providers 属性，并尝试理解 providers 而非 services 命名的深层原因（留待后续课程解决）。

总结

本节的核心结论可以归纳为以下三点：

1. NestJS 最大的能力是提供一个完整的、开箱即用的应用架构——不需要像 Express 项目那样手动创建文件夹结构、配置启动命令。
2. 该架构深受 Angular 启发，因此了解 Angular 的开发者会感到设计模式上的熟悉感。
3. Module 是 NestJS 架构中的核心新增概念——它作为基座将 Controller 和 Service 整合在一起，每个 NestJS 项目至少有一个根 Module，且官方推荐按模块划分功能；providers 的命名涉及依赖注入与控制反转机制，将在后续深入讲解。