【nodejs原理&源码赏析（2）】KOA中间件的基本运作原理

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在中间件系统的实现上，KOA中间件通过async/await来在不同中间件之间交换控制权，工作机制和栈结构非常相似，建议结合《express中间件系统的基本实现》对比学习，两个框架所基于的语法特性有区别（express使用ES5的回调风格语法，KOA使用ES7的扁平式异步async/await风格语法），但在框架基本原理上是很类似的，只是中间件写法和遍历机制稍有不同。

一. API层

• 初始化方法

  let middleware = new MiddleWare();

• 添加中间件函数的方法

  //Fn为被添加的中间件,KOA中间件为async函数
  middleware.use(Fn);

• 预处理中间件栈

  //将存储于数组中的各个中间件组合为按照“先进后出”原则执行的中间件系统。
  middleware.start = middleware.compose();

• 启动中间件队列

  middleware.start(ctx);

二. 核心类的定义

/*
* KOA中间件框架的基本实现
*/

class MiddleWare {
    constructor(){
        this.queue = []
    }

    //添加中间件函数
    use(fn){
       this.queue.push(fn);
    }

    //合并中间件处理流，是一个高阶函数，调用一次后会生成真正需要的函数。
    compose(){
        return function (ctx, next) {
           let _this= this;
           let index = -1;
           return dispatch(0);
           
           /**
            * KOA中间件的工作的步进函数
            */
           function dispatch(i) {
             index = i;
             //依次取用数组中添加的中间件函数
             let fn = i === _this.queue.length ? next : _this.queue[i];
             if(!fn){
               return Promise.resolve();
             }
             
             try{
                 /*
                 *中间件函数的形式为 async fn(ctx, next),可以看到此处透传了ctx的引用，
                 *同时next是一个延迟执行中间件队列中下一个中间件的函数，也就是说如果在前
                 *一个中间件的函数体中调用 await next()，就会启动下一个中间件,实际执行
                 *的函数是dispatch(i+1)。
                 */
                 return Promise.resolve(fn(ctx,()=>{
                   return dispatch(i+1);
                 }));
             }catch(err){
                 return Promise.reject(err);
             }
           }
        }
    }
}

三. 使用use方法添加中间件

//添加回调函数
middleware.use(async function(ctx, next){
  console.log('step 001');
  ctx.info = 'go through middleware1';
  await next();
  console.log('step 006');
});

middleware.use(async function(ctx, next){
  console.log('step 002');
  await next();
  console.log('step 005');
});

middleware.use(async function(ctx, next){
  console.log('step 003');
  await next();
  console.log('step 004');
});

四. 中间件实例

//初始化
let middleware = new MiddleWare();

/*
...此处为添加中间件的代码
*/

middleware.start = middleware.compose();

五. 查看运行结果

可以看到有错误发生和正常响应时的不同结果：

六. 在服务器端运行

用node起一个web服务器那真是太随意了~

//启动http服务
http.createServer(function(req, res){
    console.log(req.url);
    let info = {};
    middleware.start(info);
    res.end(JSON.stringify(info));
}).listen(9527);

看一下效果(访问服务器时自定义消息就可以传至前台了)：