Пишем full stack монолит с помощью Angular Universal + NestJS + PostgreSQL

Привет, Хабр!

В этой статье мы создадим готовый шаблон-монолит, который можно брать за основу нового fullstack приложения как скелет для навешивания функционала.

Эта статья будет полезна, если вы:

• Начинающий  fullstack-разработчик;
• Стартапер, который пишет MVP чтобы проверить гипотезу.

Почему выбрал такой стек:

• Angular: имею много опыта в нем, люблю строгую архитектуру и Typescript из коробки, выходец из .NET
• NestJS: тот же язык, та же архитектура, быстрое написание REST API, возможность в дальнейшем пересесть на Serverless (дешевле виртуалки)
• PostgreSQL: Собираюсь хоститься в Яндекс.Облаке, на минималках дешевле на 30% чем MongoDB

Прежде чем написать статью, поискал на Хабре статьи про подобный кейс, нашел следующее:

• Angular и SEO: как их подружить?
• Firebase + Angular Universal = невозможное возможно
• Дружим Angular с Google (Angular Universal)
• Удивительный Angular

Из этого ничего не описывает "скопировал и вставил" или дает ссылки на то что еще нужно дорабатывать.

Оглавление:

1. Создаем Angular приложение и добавляем библиотеку компонентов ng-zorro
2. Устанавливаем NestJS и решаем проблемы с SSR
3. Делаем API на NestJS и подключаем к фронту
4. Подключаем базу данных PostgreSQL

1. Создаем Angular приложение

Установим Angular-CLI чтобы создавать SPA-сайты на Ангуляре:

npm install -g @angular/cli

Создадим Angular приложение с помощью следующей команды:

ng new angular-habr-nestjs

Далее переходим в папку приложения и запускаем, чтобы проверить работоспособность:

cd angular-habr-nestjs
ng serve --open

Приложение создалось. Подключаем библиотеку NG-Zorro:

ng add ng-zorro-antd

Далее выбираем следующие конфигурации библиотеки:

? Enable icon dynamic loading [ Detail: https://ng.ant.design/components/icon/en ] Yes
? Set up custom theme file [ Detail: https://ng.ant.design/docs/customize-theme/en ] No
? Choose your locale code: ru_RU
? Choose template to create project: sidemenu

Эта конфигурация заменит содержимое app.component на дизайн с менюшкой слева, футером и хедером и подключит локализацию на русском языке:

В данной статье мы отобразим список данных для наглядности, поэтому добавим простенькую табличку в компоненте src/app/pages/welcome, который сгенерил NG-Zorro:

Пример взят отсюда

// welcome.component.html
<nz-table #basicTable [nzData]="items$ | async">
  <thead>
  <tr>
    <th>Name</th>
    <th>Age</th>
    <th>Address</th>
  </tr>
  </thead>
  <tbody>
  <tr *ngFor="let data of basicTable.data">
    <td>{{ data.name }}</td>
    <td>{{ data.age }}</td>
    <td>{{ data.address }}</td>
  </tr>
  </tbody>
</nz-table>

// welcome.module.ts
import { NgModule } from '@angular/core';

import { WelcomeRoutingModule } from './welcome-routing.module';

import { WelcomeComponent } from './welcome.component';
import { NzTableModule } from 'ng-zorro-antd';
import { CommonModule } from '@angular/common';

@NgModule({
  imports: [
    WelcomeRoutingModule,
    NzTableModule, // Добавили для таблицы
    CommonModule // Добавили для пайпа async
  ],
  declarations: [WelcomeComponent],
  exports: [WelcomeComponent]
})
export class WelcomeModule {
}

// welcome.component.ts
import { Component, OnInit } from '@angular/core';
import { Observable, of } from 'rxjs';
import { HttpClient } from '@angular/common/http';
import { share } from 'rxjs/operators';

@Component({
  selector: 'app-welcome',
  templateUrl: './welcome.component.html',
  styleUrls: ['./welcome.component.scss']
})
export class WelcomeComponent implements OnInit {
  items$: Observable<Item[]> = of([
    {name: 'Вася', age: 24, address: 'Москва'},
    {name: 'Петя', age: 23, address: 'Лондон'},
    {name: 'Миша', age: 21, address: 'Париж'},
    {name: 'Вова', age: 23, address: 'Сидней'}
  ]);

  constructor(private http: HttpClient) {
  }

  ngOnInit() {
  }

  // Сразу напишем метод к бэку, понадобится позже
  getItems(): Observable<Item[]> {
    return this.http.get<Item[]>('/api/items').pipe(share());
  }
}

interface Item {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

Получилось следующее:

2. Устанавливаем NestJS

Далее установим NestJS таким образом, чтобы он предоставил Angular Universal (Server Side Rendering) из коробки и напишем пару ендпоинтов.

ng add @nestjs/ng-universal

После установки, запускаем наш SSR с помощью команды:

npm run serve

И вот уже первый косяк :) У нас появляется следующая ошибка:

TypeError: Cannot read property 'indexOf' of undefined
    at D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\@nestjs\ng-universal\dist\utils\setup-universal.utils.js:35:43
    at D:\Projects\angular-habr-nestjs\dist\server\main.js:107572:13
    at View.engine (D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\@nestjs\ng-universal\dist\utils\setup-universal.utils.js:30:11)
    at View.render (D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\express\lib\view.js:135:8)
    at tryRender (D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\express\lib\application.js:640:10)
    at Function.render (D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\express\lib\application.js:592:3)
    at ServerResponse.render (D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\express\lib\response.js:1012:7)
    at D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\@nestjs\ng-universal\dist\angular-universal.module.js:60:66
    at Layer.handle [as handle_request] (D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\express\lib\router\layer.js:95:5)
    at next (D:\Projects\angular-habr-nestjs\node_modules\express\lib\router\route.js:137:13)

Чтобы решить косяк, зайдем в файл server/app.module.ts и поменяем значение liveReload на false:

import { Module } from '@nestjs/common';
import { AngularUniversalModule } from '@nestjs/ng-universal';
import { join } from 'path';

@Module({
  imports: [
    AngularUniversalModule.forRoot({
      viewsPath: join(process.cwd(), 'dist/browser'),
      bundle: require('../server/main'),
      liveReload: false
    })
  ]
})
export class ApplicationModule {}

Также подтюним конфиг тайпскрипта, так-как эта конфигурация не взлетает с использованием Ivy рендера:

// tsconfig.server.json
{
  "extends": "./tsconfig.app.json",
  "compilerOptions": {
    "outDir": "./out-tsc/server",
    "target": "es2016",
    "types": [
      "node"
    ]
  },
  "files": [
    "src/main.server.ts"
  ],
  "angularCompilerOptions": {
    "enableIvy": false, // Добавили флажок
    "entryModule": "./src/app/app.server.module#AppServerModule"
  }
}

После пересоберем приложение командой ng run serve чтобы SSR заработал.

Ура! SSR подрубился, но как видимо в devtools он приходит с кривыми стилями.

Добавим extractCss: true, который позволит выносить стили не в styles.js, а в styles.css:

// angular.json
...
"architect": {
        "build": {
          "builder": "@angular-devkit/build-angular:browser",
          "options": {
            "outputPath": "dist/browser",
            "index": "src/index.html",
            "main": "src/main.ts",
            "polyfills": "src/polyfills.ts",
            "tsConfig": "tsconfig.app.json",
            "aot": true,
            "assets": [
              "src/favicon.ico",
              "src/assets",
              {
                "glob": "**/*",
                "input": "./node_modules/@ant-design/icons-angular/src/inline-svg/",
                "output": "/assets/"
              }
            ],
            "extractCss": true, // Добавили флажок
            "styles": [
              "./node_modules/ng-zorro-antd/ng-zorro-antd.min.css",
              "src/styles.scss"
            ],
            "scripts": []
          },
...

Также подключим стили библиотеки в app.component.scss:

// app.component.scss
@import "~ng-zorro-antd/ng-zorro-antd.min.css"; // Подключили стили

:host {
  display: flex;
  text-rendering: optimizeLegibility;
  -webkit-font-smoothing: antialiased;
  -moz-osx-font-smoothing: grayscale;
}

.app-layout {
  height: 100vh;
}
...

Теперь стили подключены, SSR отдает страничку со стилями, но мы видим что сначала у нас грузится SSR, потом страница моргает и отрисовывается CSR (Client Side Rendering). Это решается следующим способом:

import { NgModule } from '@angular/core';
import { Routes, RouterModule } from '@angular/router';

const routes: Routes = [
  { path: '', pathMatch: 'full', redirectTo: '/welcome' },
  { path: 'welcome', loadChildren: () => import('./pages/welcome/welcome.module').then(m => m.WelcomeModule) }
];

@NgModule({
  imports: [RouterModule.forRoot(routes, {initialNavigation: 'enabled', scrollPositionRestoration: 'enabled'})], // Добавили initialNavigation, scrollPositionRestoration
  exports: [RouterModule]
})
export class AppRoutingModule { }

• initialNavigation: 'enabled' дает инструкцию роутингу не отрисовывать страницу, если уже загружена через SSR
• scrollPositionRestoration: 'enabled' скролит страницу наверх при каждом роутинге.
  
  

  3. Сделаем пару ендпоинтов на NestJS

Перейдем в папку server и создадим первый контроллер items:

cd server
nest g module items
nest g controller items --no-spec

// items.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { ItemsController } from './items.controller';

@Module({
  controllers: [ItemsController]
})
export class ItemsModule {
}

// items.controller.ts
import { Controller } from '@nestjs/common';

@Controller('items')
export class ItemsController {}

Контроллер и модуль создались. Создадим метод на получение списка items и на добавление объекта в список:

// server/src/items/items.controller.ts
import { Body, Controller, Get, Post } from '@nestjs/common';

class Item {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

@Controller('items')
export class ItemsController {

  // для простоты данные взял из Angular 
  private items: Item[] = [
    {name: 'Вася', age: 24, address: 'Москва'},
    {name: 'Петя', age: 23, address: 'Лондон'},
    {name: 'Миша', age: 21, address: 'Париж'},
    {name: 'Вова', age: 23, address: 'Сидней'}
  ];

  @Get()
  getAll(): Item[] {
    return this.items;
  }

  @Post()
  create(@Body() newItem: Item): void {
    this.items.push(newItem);
  }
}

Попробуем вызвать GET в Postman:

Отлично, работает! Обратите внимание, вызываем метод GET items с префиксом api, который ставится автоматически в файле server/main.ts при установке NestJS:

// server/main.ts
import { NestFactory } from '@nestjs/core';
import { ApplicationModule } from './app.module';

async function bootstrap() {
  const app = await NestFactory.create(ApplicationModule);
  app.setGlobalPrefix('api'); // Это префикс
  await app.listen(4200);
}
bootstrap();

Теперь прикрутим бэк к фронту. Возвращаемся к файлу welcome.component.ts и делаем запрос списка к бэку:

// welcome.component.ts
import { Component, OnInit } from '@angular/core';
import { Observable, of } from 'rxjs';
import { HttpClient } from '@angular/common/http';
import { share } from 'rxjs/operators';

@Component({
  selector: 'app-welcome',
  templateUrl: './welcome.component.html',
  styleUrls: ['./welcome.component.scss']
})
export class WelcomeComponent implements OnInit {
  items$: Observable<Item[]> = this.getItems(); // прикрутили вызов бэка

  constructor(private http: HttpClient) {
  }

  ngOnInit() {
  }

  getItems(): Observable<Item[]> {
    return this.http.get<Item[]>('/api/items').pipe(share());
  }
}

interface Item {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

Можно увидеть что апиха на фронте дергается, но также дергается и в SSR, причем с ошибкой:

Ошибка при запросе в SSR решается следующим способом:

// welcome.component.ts
import { Component, OnInit } from '@angular/core';
import { Observable, of } from 'rxjs';
import { HttpClient } from '@angular/common/http';
import { share } from 'rxjs/operators';

@Component({
  selector: 'app-welcome',
  templateUrl: './welcome.component.html',
  styleUrls: ['./welcome.component.scss']
})
export class WelcomeComponent implements OnInit {
  items$: Observable<Item[]> = this.getItems(); // прикрутили вызов бэка

  constructor(private http: HttpClient) {
  }

  ngOnInit() {
  }

  getItems(): Observable<Item[]> {
    return this.http.get<Item[]>('http://localhost:4200/api/items').pipe(share()); // Прописали полный путь к апихе чтобы SSR не ругался
  }
}

interface Item {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

Чтобы исключить двойной запрос к апихе (один на SSR, другой на фронте), нужно проделать следующее:

• Установим библиотеку @nguniversal/common:

npm i @nguniversal/common

• В файле app/app.module.ts добавим модуль для запросов из SSR:

// app.module.ts
import { BrowserModule } from '@angular/platform-browser';
import { NgModule } from '@angular/core';

import { AppRoutingModule } from './app-routing.module';
import { AppComponent } from './app.component';
import { IconsProviderModule } from './icons-provider.module';
import { NzLayoutModule } from 'ng-zorro-antd/layout';
import { NzMenuModule } from 'ng-zorro-antd/menu';
import { FormsModule } from '@angular/forms';
import { HttpClientModule } from '@angular/common/http';
import { BrowserAnimationsModule } from '@angular/platform-browser/animations';
import { NZ_I18N } from 'ng-zorro-antd/i18n';
import { ru_RU } from 'ng-zorro-antd/i18n';
import { registerLocaleData } from '@angular/common';
import ru from '@angular/common/locales/ru';
import {TransferHttpCacheModule} from '@nguniversal/common';

registerLocaleData(ru);

@NgModule({
  declarations: [
    AppComponent
  ],
  imports: [
    BrowserModule.withServerTransition({ appId: 'serverApp' }),
    TransferHttpCacheModule, // Добавили
    AppRoutingModule,
    IconsProviderModule,
    NzLayoutModule,
    NzMenuModule,
    FormsModule,
    HttpClientModule,
    BrowserAnimationsModule
  ],
  providers: [{ provide: NZ_I18N, useValue: ru_RU }],
  bootstrap: [AppComponent]
})
export class AppModule { }

Схожую операцию проделаем с app.server.module.ts:

// app.server.module.ts
import { NgModule } from '@angular/core';
import { ServerModule, ServerTransferStateModule } from '@angular/platform-server';

import { AppModule } from './app.module';
import { AppComponent } from './app.component';

@NgModule({
  imports: [
    AppModule,
    ServerModule,
    ServerTransferStateModule, // Добавили
  ],
  bootstrap: [AppComponent],
})
export class AppServerModule {}

Хорошо. Теперь получаем данные из апи в SSR, отрисовываем на форме, отдаем на фронт и тот не делает повторных запросов.

4. Подключим базу PostgreSQL

Подключим библиотеки для работы с PostgreSQL, также будем использовать TypeORM для работы с базой:

npm i pg typeorm @nestjs/typeorm

Внимание: у вас уже должна быть установлена PostgreSQL с базой внутри.

Описываем конфиг подключения к базе в server/app.module.ts:

// server/app.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { AngularUniversalModule } from '@nestjs/ng-universal';
import { join } from 'path';
import { ItemsController } from './src/items/items.controller';
import { TypeOrmModule } from '@nestjs/typeorm';

@Module({
  imports: [
    AngularUniversalModule.forRoot({
      viewsPath: join(process.cwd(), 'dist/browser'),
      bundle: require('../server/main'),
      liveReload: false
    }),
    TypeOrmModule.forRoot({ // Конфиг подключения к базе
      type: 'postgres',
      host: 'localhost',
      port: 5432,
      username: 'postgres',
      password: 'admin',
      database: 'postgres',
      entities: ['dist/**/*.entity{.ts,.js}'],
      synchronize: true
    })
  ],
  controllers: [ItemsController]
})
export class ApplicationModule {}

Немного про поля конфига:

• type: указываем название типа базы данных, к которой подключаемся
• host и port: место где база хостится
• username и password: аккаунт для этой базы
• database: название базы
• entities: путь, откуда будем брать сущности для схемы нашей базы

По последнему пункту, нужно создать сущность Item для мапинга полей в базу:

// server/src/items/item.entity.ts
import { Column, CreateDateColumn, Entity, PrimaryGeneratedColumn } from 'typeorm/index';

@Entity()
export class ItemEntity {
  @PrimaryGeneratedColumn()
  id: number;

  @CreateDateColumn()
  createDate: string;

  @Column()
  name: string;

  @Column()
  age: number;

  @Column()
  address: string;
}

Далее свяжем эту сущность с нашей базой. 

// items.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { TypeOrmModule } from '@nestjs/typeorm';
import { ItemEntity } from './item.entity';
import { ItemsController } from './items.controller';

@Module({
  imports: [
    TypeOrmModule.forFeature([ItemEntity]) // Подключаем фича-модуль и указываем сущности базы
  ],
  controllers: [ItemsController]
})
export class ItemsModule {
}

Теперь укажем в контроллере, что хотим работать с базой, а не кешем:

// items.controller.ts
import { Body, Controller, Get, Post } from '@nestjs/common';
import { ItemEntity } from './item.entity';
import { InjectRepository } from '@nestjs/typeorm';
import { Repository } from 'typeorm/index';

interface Item {
  name: string;
  age: number;
  address: string;
}

@Controller('items')
export class ItemsController {

  constructor(@InjectRepository(ItemEntity)
              private readonly itemsRepository: Repository<ItemEntity>) { // Подключили репозиторий
  }

  @Get()
  getAll(): Promise<Item[]> {
    return this.itemsRepository.find();
  }

  @Post()
  create(@Body() newItem: Item): Promise<Item> {
    const item = this.itemsRepository.create(newItem);
    return this.itemsRepository.save(item);
  }
}

Проверим работу апихи в Postman:

Работает. Потыкали несколько раз постман, посмотрим что записалось в базе с помощью DBeaver:

Отлично! В базе есть, посмотрим как выглядит на фронте:

Готово! Мы сделали fullstack приложение, с которым можно работать дальше.

P.S. Сразу поясню следующее:

• Вместо Ng-Zorro вы можете использовать любую другую библиотеку, например Angular Material. Мне она лично не зашла из-за сложности разработки;
• Я знаю, что нужно на бэке использовать сервисы, а не напрямую дергать базу в контроллерах. Эта статья о том, как решив проблемы "влоб" получить MVP с которым можно работать, а не про архитектуру и паттерны;
• Вместо вписывания на фронте http://localhost:4200/api возможно лучше написать интерсептор и проверять откуда мы стучимся

Полезные ссылки:

• Библиотека компонентов NG-Zorro
• Документация Angular
• Документация NestJS
• Исходники проекта