深入理解 Koa 框架中间件原理
Posted zorasia
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深入理解 Koa 框架中间件原理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
Node 主要用在开发 Web 应用，koa 是目前 node 里最流行的 web 框架。
在 Node 开启一个 http 服务简直易如反掌,官网 demo。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
const http = require("http");const server = http.createServer((req, res) => { res.statusCode = 200; res.setHeader("Content-Type", "text/plain"); res.end("Hello World
");});const hostname = "127.0.0.1";const port = 3000;server.listen(port, hostname, () => { console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`);}); |
- 引入 http 模块， http 的 createServer 方法创建了一个 http.Server 的实例。
- server 监听 3000 端口。
- 我们传入到 createServer 里的函数实际是监听 request 事件的回调，每当请求进来，监听函数就会执行。
- request 事件的监听函数，其函数接受两个参数，分别是 req 和 res 。其中 req 是一个可读流， res 是一个可写流。我们通过 req 获取 http 请求的所有信息，同时将数据写入到 res 来对该请求作出响应。
koa 应用
koa 如何创建一个 server, 直接上个官网的例子
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
|
const Koa = require("koa");const app = new Koa();// x-response-timeapp.use(async (ctx, next) => { const start = Date.now(); await next(); const ms = Date.now() - start; ctx.set("X-Response-Time", `${ms}ms`);});// loggerapp.use(async (ctx, next) => { const start = Date.now(); await next(); const ms = Date.now() - start; console.log(`${ctx.method} ${ctx.url} - ${ms}`);});// responseapp.use(async ctx => { ctx.body = "Hello World";});app.listen(3000); |
中间件概念在编程中使用广泛, 不管是前端还是后端, 在实际编程中或者框架设计都有使用到这种实用的模型。
基本上，Koa 所有的功能都是通过中间件实现的。
每个中间件默认接受两个参数，第一个参数是 Context 对象，第二个参数是 next 函数。只要调用 next 函数，就可以把执行权转交给下一个中间件。
如果中间件内部没有调用 next 函数，那么执行权就不会传递下去。
多个中间件会形成一个栈结构（middle stack），以“先进后出”（first-in-last-out）的顺序执行。整个过程就像，先是入栈，然后出栈的操作。
上面代码的执行顺序是：
请求 ==> x-response-time 中间件 ==> logger 中间件 ==> response中间件 ==> logger 中间件 ==> response-time 中间件 ==> 响应
理解 Koa 的中间件机制（源码分析）
阅读源码，化繁为简,我们看看 koa 的中间件系统是如何实现的。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
|
class Application extends Emitter { constructor() { super(); this.middleware = []; }, use(fn) { this.middleware.push(fn); return this; }, callback() { const fn = compose(this.middleware); return function(req, res) { return fn(ctx); }; }, listen(...args) { const server = http.createServer(this.callback()); return server.listen(...args); }} |
好了，精简结束，一不小心，去枝末节，最后只剩下不到 20 行代码。
这就是框架的核心，简化后的代码非常清晰，有点不可思议,但核心就是这么简单。
我们先分析以上代码做了什么事。
- 我们定义了一个 middleware 数组来存储中间件。
- 我们定一个了一个 use 方法来注册一个中间件。其实就是简单的 push 到自身的 mideware 这个数组中。
- 我们还使用了一个 compose 方法，传入 middleware ，应该是做了一些处理，返回了一个可执行的方法。
你一定对中间的 compose 方法很好奇，初此之外的代码都容易理解，唯独这个 compose 不太知道究竟做了什么。
其实， compose 就是整个中间件框架的核心。
compose 之外，代码已经很清楚的定义了
- 中间件的存储
- 中间件的注册
而 compose 方法做了最为重要的一件事
- 中间件的执行
核心源码 compose
先上码
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
|
function compose(middleware) { return function(context, next) { // last called middleware # let index = -1; return dispatch(0); function dispatch(i) { if (i <= index) return Promise.reject(new Error("next() called multiple times")); index = i; let fn = middleware[i]; if (i === middleware.length) fn = next; if (!fn) return Promise.resolve(); try { return Promise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1))); } catch (err) { return Promise.reject(err); } } };} |
我试图去简化一下这个方法，但方法本身已经足够简洁。
代码很简洁。
通过 next()传递 实现中间件调用, 结合 Promise 采用 递归调用 的通知机制。
看图
这种形式的控制流让整个 Koa 框架中间件的访问呈现出 自上而下的中间件流 + 自下而上的 response 数据流 的形式。
Koa 本身做的工作仅仅是定制了中间件的编写规范，而不内置任何中间件。一个 web request 会通过 Koa 的中间件栈，来动态完成 response 的处理。
koa 在中间件语法上面采用了 async + await 语法来生成 Promise 形式的程序控制流。
总结
koa 是非常精简的框架, 其中的精粹思想就是洋葱模型(中间件模型), koa 框架的中间件模型非常好用并且简洁, 但是也有自身的缺陷, 一旦中间件数组过于庞大, 性能会有所下降,我们需要结合自身的情况与业务场景作出最合适的选择.
以上是关于深入理解 Koa 框架中间件原理的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章