前言

      Express和Koa是目前最主流的基于node的web开发框架,他们的开发者是同一班人马。貌似现在Koa更加流行,但是仍然有大量的项目在使用Express,所以我想通过这篇文章说说Express中间件的原理。

中间件的功能和分类

      中间件的本质就是一个函数,在收到请求和返回相应的过程中做一些我们想做的事情。Express文档中对它的作用是这么描述的:

执行任何代码。

修改请求和响应对象。

终结请求-响应循环。

调用堆栈中的下一个中间件。

分类

      Express文档中把他们分为了五类,但是他们的原理相同,只是用法不同:

应用级中间件

路由级中间件

错误处理中间件

内置中间件

第三方中间件

中间件的原理

      首先我们看看中间件的用法:

var express = require(<span class="hljs-string">'express'</span>)
var app = express();
app.use(<span class="hljs-string">'/user'</span>, <span class="hljs-keyword">function</span> (req, res, next) {
  //TODO
  next();
});
app.listen(8080)

`</pre>

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;接下来我们对比看一下下源码:

与中间件有关的有三部分:

  • express.js继承application.js并对外暴露接口
  • application.js挂载了所有核心方法
  • router文件夹处理路由逻辑

          先看express.js的代码:

          这部分代码中最重要的是红色方框部分,mixin是一个第三方库。可以简单理解为继承(实际上它不是继承而是混合)。

          接下来我们看application.js:

          我把文件下载下来并且删去了注释,通过这张图我们可以看出这个文件的作用是挂载了所有的方法(包括use等关键api)。

          这里面比较重要的是use方法,它的作用就是把我们用app.use注册的所有中间件和路由方法交给Router类来处理。

          那我们再看看router文件夹类的结构:

          index.js是入口文件,处理所有的路由;

          layer.js中声明了Layer类,处理每一层路由中间件或者每一个子中间件;

          router.js中声明了Router类,处理每一个子路由。

          这里面有一个子中间件的概念,对应Exprees文档中有这一句话:

    另外,你还可以同时装载一系列中间件函数,从而在一个挂载点上创建一个子中间件栈。

          这句话的意思是说我们可以把代码写成下面这种形式:

    `app.use('/user1', function fn1(req, res, next) {
      // TODO
      next();
    }, function fn2(req, res, next) {
      //TODO
      next();
    });
    app.use('/user2', function fn3(req, res, next) {
      // TODO
      next();
    }, function fn4(req, res, next) {
      //TODO
      next();
    });

      上面的代码给user1和user2分别创建了一个子中间件栈。这种语法的实现就是靠Layer类实现的。

      画一张图来解释上面的代码:

      解释一下上面的代码和图:

      我们写了两个路由/user1和/user2,每个路由给了两个处理函数。对于这段代码,Express是这样处理的:

  1. 在index.js文件中,定义了一个stack数组,接下来会创建两个Layer放到这个stack中。
  2. route.js模块会给/user1再创建一个stack和fn1、fn2两个Layer
  3. /user2同/user1
  4. 最后,Express会从上往下执行每个Layer里的函数,对应到图上就是从上至下、从左至右的依次执行,顺序为fn1、fn2、fn3、fn4。

最后

      以上就是Express中间件的简单原理,白话较多,如果写的不准确的地方,希望大家批评指正。

参考资料

Express官网

Express的github仓库地址


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