Express 與 koa 中介軟體模式對比

_xiadd_發表於2017-08-07
Express模式

起因

最近在學習koa的使用， 由於koa是相當基礎的web框架，所以一個完整的web應用所需要的東西大都以中介軟體的形式引入，比如koa-router, koa-view等。在koa的文件裡有提到：koa的中介軟體模式與express的是不一樣的，koa是洋蔥型，express是直線型，至於為什麼這樣，網上很多文章並沒有具體分析。或者簡單的說是async/await的特性之類。先不說這種說法的對錯，對於我來說這種說法還是太模糊了。所以我決定通過原始碼來分析二者中介軟體實現的原理以及用法的異同。

為了簡單起見這裡的express用connect代替（實現原理是一致的）

用法

二者都以官網（github）文件為準

connect

下面是官網的用法：

var connect = require('connect');
var http = require('http');

var app = connect();

// gzip/deflate outgoing responses
var compression = require('compression');
app.use(compression());

// store session state in browser cookie
var cookieSession = require('cookie-session');
app.use(cookieSession({
    keys: ['secret1', 'secret2']
}));

// parse urlencoded request bodies into req.body
var bodyParser = require('body-parser');
app.use(bodyParser.urlencoded({extended: false}));

// respond to all requests
app.use(function(req, res){
  res.end('Hello from Connect!\n');
});

//create node.js http server and listen on port
http.createServer(app).listen(3000);複製程式碼

根據文件我們可以看到，connect是提供簡單的路由功能的：

app.use('/foo', function fooMiddleware(req, res, next) {
  // req.url starts with "/foo"
  next();
});
app.use('/bar', function barMiddleware(req, res, next) {
  // req.url starts with "/bar"
  next();
});複製程式碼

connect的中介軟體是線性的，next過後繼續尋找下一個中介軟體，這種模式直覺上也很好理解，中介軟體就是一系列陣列，通過路由匹配來尋找相應路由的處理方法也就是中介軟體。事實上connect也是這麼實現的。

app.use就是往中介軟體陣列中塞入新的中介軟體。中介軟體的執行則依靠私有方法app.handle進行處理，express也是相同的道理。

koa

相對connect，koa的中介軟體模式就不那麼直觀了，借用網上的圖表示：

koa
koa

也就是koa處理完中介軟體後還會回來走一趟，這就給了我們更加大的操作空間，來看看koa的官網例項：

const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

// x-response-time

app.use(async (ctx, next) => {
  const start = Date.now();
  await next();
  const ms = Date.now() - start;
  ctx.set('X-Response-Time', `${ms}ms`);
});

// logger

app.use(async (ctx, next) => {
  const start = Date.now();
  await next();
  const ms = Date.now() - start;
  console.log(`${ctx.method} ${ctx.url} - ${ms}`);
});

// response

app.use(async ctx => {
  ctx.body = 'Hello World';
});

app.listen(3000);複製程式碼

很明顯，當koa處理中介軟體遇到await next()的時候會暫停當前中介軟體進而處理下一個中介軟體，最後再回過頭來繼續處理剩下的任務，雖然說起來很複雜，但是直覺上我們會有一種隱隱熟悉的感覺：不就是回撥函式嗎。這裡暫且不說具體實現方法，但是確實就是回撥函式。跟async/await的特性並無任何關係。

原始碼簡析

connect與koa中介軟體模式區別的核心就在於next的實現，讓我們簡單看下二者next的實現。

connect

connect的原始碼相當少加上註釋也就200來行，看起來也很清楚，connect中介軟體處理在於proto.handle這個私有方法，同樣next也是在這裡實現的

// 中介軟體索引
var index = 0
function next(err) {


    // 遞增
    var layer = stack[index++];

    // 交由其他部分處理
    if (!layer) {
      defer(done, err);
      return;
    }

    // route data
    var path = parseUrl(req).pathname || '/';
    var route = layer.route;

    // 遞迴
    // skip this layer if the route doesn't match
    if (path.toLowerCase().substr(0, route.length) !== route.toLowerCase()) {
      return next(err);
    }

    // call the layer handle
    call(layer.handle, route, err, req, res, next);
  }複製程式碼

刪掉混淆的程式碼後 我們可以看到next實現也很簡潔。一個遞迴呼叫順序尋找中介軟體。不斷的呼叫next。程式碼相當簡單但是思路卻很值得學習。
其中done是第三方處理方法。其他處理sub app以及路由的部分都刪除了。不是重點

koa

koa將next的實現抽離成了一個單獨的包，程式碼更加簡單，但是實現了一個貌似更加複雜的功能

function compose (middleware) {
  return function (context, next) {
    // last called middleware #
    let index = -1
    return dispatch(0)
    function dispatch (i) {
      index = i
      try {
        return Promise.resolve(fn(context, function next () {
          return dispatch(i + 1)
        }))
      } catch (err) {
        return Promise.reject(err)
      }
    }
  }
}複製程式碼

看著上面處理過的的程式碼 有些同學可能還是會不明覺厲。

那麼我們繼續處理一下：

function compose (middleware) {

  return function (context, next) {
    // last called middleware #
    let index = -1
    return dispatch(0)
    function dispatch (i) {
      index = i
      let fn = middleware[i]
      if (i === middleware.length) {
        fn = next
      }
      if (!fn) return
      return fn(context, function next () {
        return dispatch(i + 1)
      })
    }
  }
}複製程式碼

這樣一來 程式更加簡單了 跟async/await也沒有任何關係了，讓我們看下結果好了

var ms = [
  function foo (ctx, next) {
    console.log('foo1')
    next()
    console.log('foo2')
  },
  function bar (ctx, next) {
    console.log('bar1')
    next()
    console.log('bar2')
  },
  function qux (ctx, next) {
    console.log('qux1')
    next()
    console.log('qux2')
  }
]

compose(ms)()複製程式碼

執行上面的程式我們可以發現依次輸出：

foo1
bar1
qux1
qux2
bar2
foo2複製程式碼

同樣是所謂koa的洋蔥模型，到這裡我們就可以得出這樣一個結論：koa的中介軟體模型跟async或者generator並沒有實際聯絡，只是koa強調async優先。所謂中介軟體暫停也只是回撥函式的原因。

如有錯誤，希望不吝指出。

over。

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