web前端|js教程
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说到中间件,很多开发者都会想到 Koa.js,其中间件设计无疑是前端中间件思想的典型代表之一。
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最近重新温习这部分内容,按奈不住想要和各位看官聊聊其中绝妙!
Koa用起来非常方便——比之express,它“完美中间件”的设计让功能之间看起来非常简洁!笔者在项目中就曾这样使用过:
const Koa=require(koa)const app=new Koa()const Router=require(koa-router)const router=new Router()const cors=require(koa2-cors)const koaBody=require(koa-body)const ENV= est-mpin2app.use(cors({origin:[http://localhost:9528], // 也可以写为:[*]credentials:true}))app.use(koaBody({multipart:true}))app.use(async(ctx,next)=>{console.log(访问全局中间件)ctx.state.env=ENV // 全局缓存await next()})const playlist=require(./controller/playlist.js)router.use(/playlist,playlist.routes())const blog=require(./controller/blog.js)router.use(/blog,blog.routes())app.use(router.routes()).use(router.allowedMethods())app.listen(3000,()=>{console.log(服务已开启)})
它将路由router抽离出去作为单独的中间件使用,则app只负责全局处理。还比如:
// 最外层中间件,可以用于兜底 Koa 全局错误app.use(async (ctx, next) => { try { // 执行下一个中间件 await next(); } catch (error) { console.log(`[koa error]: ${error.message}`) }});// 第二层中间件,可以用于日志记录app.use(async (ctx, next) => { const { req } = ctx; console.log(`req is ${JSON.stringify(req)}`); await next(); console.log(`res is ${JSON.stringify(ctx.res)}`);});
简单实现一个Koa吧!
如上代码,我们看 Koa 实例,通过use方法注册和串联中间件,其源码的简单实现可以表述为:
use(fn) { this.middleware.push(fn); return this;}
我们将中间件存储到this.middleware
数组中,那么中间件是如何被执行的呢?参考下面源码:
// 通过 createServer 方法启动一个 Node.js 服务listen(...args) { const server = http.createServer(this.callback()); server.listen(...args);}
Koa 框架通过 http 模块的createServer
方法创建一个 Node.js 服务,并传入this.callback()
方法, callback源码简单实现如下:
callback(){const fn=compose(this.middlewareList)return (req,res)=>{const ctx=createContext(req,res)return this.handleRequest(ctx,fn)}}handleRequest(ctx, fn) { const onerror = err => ctx.onerror(err); // 将 ctx 对象传递给中间件函数 fn return fn(ctx).catch(onerror);}
如上代码,我们将 Koa 一个中间件组合和执行流程梳理为以下步骤:
通过一个方法(我们称为compose)组合各种中间件,返回一个中间件组合函数fn
请求过来时,会先调用handleRequest
方法,该方法完成:
调用createContext
方法,对该次请求封装出一个ctx对象;接着调用this.handleRequest(ctx, fn)
处理该次请求。
其中,核心过程就是使用compose方法组合各种中间件 —— 这是一个单独的方法,它应该不受Koa其余方法的约束。其源码简单实现为:
// 组合中间件// 和express中的next函数意义一样function compose(middlewareList){// return function意思是返回一个函数return function(ctx,next){// 各种中间件调用的逻辑function dispatch(i){const fn=middlewareList[i] || nextif(fn){try{// koa中都是async,其返回的是一个promise(对象)return Promise.resolve(fn(ctx,function next(){return dispatch(i+1)}))}catch(err){return Promise.reject(err)}}else{return Promise.resolve()}}return dispatch(0)}}
其功能可以表示为这样(非源码):
async function middleware1() { //... await (async function middleware2() { //... await (async function middleware3() {//... }); //... }); //...}
到这里我们其实可以“初窥”其原理,有两点:
Koa 的中间件机制被社区形象地总结为洋葱模型;dispatch(n)对应第 n 个中间件的执行,在使用中即第 n 个中间件可以通过await next()来“插入”执行下一个中间件,同时在最后一个中间件执行完成后,依然有恢复执行的能力。即:通过洋葱模型,await next()控制调用后面的中间件,直到全局没有可执行的中间件且堆栈执行完毕,最终“原路返回”至第一个执行next的中间件。这种方式有个优点,特别是对于日志记录以及错误处理等全局功能需要非常友好。
经过上述部分源码的描述,我们就可以采用es6的方式将其组合起来:
// myKoa.js文件const http=require(http)function compose(){} //见上class LikeKoa2{constructor() { this.middlewareList=[]}use(){} //见上// 把所有的req,res属性、事件都交给ctx(这里只是简写)createContext(req,res){const ctx={req,res}// 比如ctx.query=req,queryreturn ctx}handleRequest(){} //见上callback(){} //见上listen(){} //见上}// koa和express的不同之一:// express在调用时直接调用函数:const app=express();所以暴露出去new过的对象——具体见下面链接中代码// 但是koa调用时以类的方式:const app=new Koa();所以直接暴露出去module.exports=LikeKoa2
那use方法和其余方法并不相通,它是如何被执行的呢?执行了createServer后是不是相当于建立了一个通道、挂载了一个监听函数呢?
这一点恐怕就要到Node的源码中一探究竟了…
对比 Koa,聊聊 Express 原理
说起 Node.js 框架,我们一定忘不了 Express —— 不同于 Koa,它继承了路由、静态服务器和模板引擎等功能,虽然比之Koa显得“臃肿”了许多,但看上去比 Koa 更像是一个框架。通过学习 Express 源码,笔者简单的总结了它的工作机制:
通过app.use方法注册中间件。
一个中间件可以理解为一个 Layer 对象,其中包含了当前路由匹配的正则信息以及 handle 方法。
所有中间件(Layer 对象)使用stack数组存储起来。
当一个请求过来时,会从 req 中获取请求 path,根据 path 从stack中找到匹配的 Layer,具体匹配过程由router.handle
函数实现。
router.handle
函数通过next()
方法遍历每一个 layer 进行比对:
next()
方法通过闭包维持了对于 Stack Index 游标的引用,当调用next()
方法时,就会从下一个中间件开始查找;如果比对结果为 true,则调用layer.handle_request
方法,layer.handle_request
方法中会调用next()方法 ,实现中间件的执行。
通过上述内容,我们可以看到,Express 其实是通过next()
方法维护了遍历中间件列表的 Index 游标,中间件每次调用next()
方法时,会通过增加 Index 游标的方式找到下一个中间件并执行。它的功能就像这样:
((req, res) => { console.log(第一个中间件); ((req, res) => { console.log(第二个中间件); (async(req, res) => {console.log(第三个中间件);await sleep(2000)res.status(200).send(hello) })(req, res) console.log(第二个中间件调用结束); })(req, res) console.log(第一个中间件调用结束)})(req, res)
如上代码,Express 中间件设计并不是一个洋葱模型,它是基于回调实现的线形模型,不利于组合,不利于互操,在设计上并不像 Koa 一样简单。而且业务代码有一定程度的侵扰,甚至会造成不同中间件间的耦合。
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