深入淺出了解javascript的node中間件原理

今天javascript欄位介紹node中間件原理。

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前言

中間件是介於應用系統和系統軟體之間的一類軟體，它使用系統軟體所提供的基礎服務（功能），在銜接網路上應用系統的各個部分或不同的應用，能夠達到資源共享、功能共享的目的。

在

NodeJS中，中間件主要是指封裝http請求細節處理的方法。我們都知道在http請求中往往會涉及很多動作, 如下:

#IP篩選
• 查詢字串傳遞
• 請求體解析
• cookie訊息處理
• 權限校驗
• 日誌記錄
• 會話管理中介軟體(session)
• gzip壓縮中間件(如compress)
• 錯誤處理

當然還有很多自訂的處理動作. 對於

Web應用程式而言，我們並不希望了解每一個細節性的處理工作，而是希望能夠把主要精力集中在業務的開發上，以達到提升開發效率的目的, 所以引入了Node中間件來簡化和封裝這些基礎邏輯處理細節.

node中間件本質上就是在進入特定的業務處理之前，先讓特定過濾器處理。如下圖所示:

我們目前看到的主流nodejs框架, 例如

connect, koa, express, egg, nest等, 都離不開中間件的設計概念, 所以為了能讓大家更深入的窺探nodejs世界, 我們就非常有比較研究中間件的實現原理.

正文

在了解node中間件的概念之後, 我們就來手動實現一下中間件, 最後我們會簡單分析一下koa中中間件的實現思路. 文章大綱如下:

node中間件核心原理實作
• koa中間鍵實作方式
• #利用koa中介軟體機制實作一個自己的koa中介軟體

node中介軟體核心原理實現

由上文介紹可知中間件是從http請求開始到回應結束過程中的處理邏輯，通常需要對請求和回應進行處理. 我們在實作node中介軟體模式時還需要考慮的一個問題就是多中間件共存的問題, 我們要思考如何將多個中間件的執行自動化, 不然在請求到響應的過程中只會執行最開​​始的中間件, 所以我們基本的中間件形式如下:

const middleware = (req, res, next) => {  // 请求处理逻辑
  next()
}复制代码

接下來我們先寫個簡單的案例來看看中間件是如何實現的.

// 定义几个中间间函数const m1 = (req, res, next) => {  console.log('m1 run')
  next()
}const m2 = (req, res, next) => {  console.log('m2 run')
  next()
}const m3 = (req, res, next) => {  console.log('m3 run')
  next()
}// 中间件集合const middlewares = [m1, m2, m3]function useApp (req, res) {  const next = () => {    // 获取第一个中间件
    const middleware = middlewares.shift()    if (middleware) {
      middleware(req, res, next)
    }
  }
  next()
}// 第一次请求流进入useApp()复制代码

由以上程式碼我們就不難發現

next的作用了, 也就是實現自動呼叫中間件鏈的關鍵參數. 打印結果如下:

m1 run
m2 run
m3 run复制代码

以上即實現了基本中間件的執行模式, 但是我們還需要考慮異步的問題, 如果中間件也依賴第三發模組或api的支援, 例如驗證, 識別等服務, 我們需要在該非同步中間件的回呼裡執行next, 才能保證正常的呼叫執行順序, 如下程式碼所示:

const m2 = (req, res, next) => {
  fetch('/xxxxx').then(res => {
	next()
  })
}复制代码

還有一種中間件場景, 例如日誌中間件, 請求監控中間件, 它們會在業務處理前和處理後都會執行相關邏輯, 這個時候就要求我們需要能對

next函數進行二次處理, 我們可以將next的返回值包裝成promise, 使得其在業務處理完成之後通過then回調來繼續處理中間件邏輯. 如下所示:

function useApp (req, res) {  const next = () => {    const middleware = middlewares.shift()    if (middleware) {      // 将返回值包装为Promise对象
      return Promise.resolve(middleware(req, res, next))
    }else {      return Promise.resolve("end")
    }
  }
  next()
}复制代码

此時我們就能使用如下方式調用了:

const m1 = (req, res, next) => {  console.log('m1 start')  return next().then(() => {    console.log('m1 end')
  })
}复制代码

以上我們就實現了一個基本可以的中間件設計模式, 當然我們也可以用async和await實現, 寫法會更優雅和簡單. 筆者這裡上一份簡單的例子:

const m1 = async (req, res, next) => {    // something...
    let result = await next();
  }  
  const m2 = async (req, res, next) => {    // something...
    let result = await next();
  }  const m3 = async (req, res, next) => {    // something...
    let result = await next();    return result;
  }const middlewares = [m1, m2, m3];function useApp (req, res) {    const next = () => {      const middleware = middlewares.shift()      if (middleware) {        return Promise.resolve(middleware(req, res, next))
      }else {        return Promise.resolve("end")
      }
    }
    next()
  }// 启动中间件useApp()复制代码

在koa2框架中, 中間件的實現方式也是將next()方法返回值封裝為Promise對象，實現了其提出的洋蔥圈模型，如下圖所示:

koa中間件實現方式

koa2框架的中間件實現原理很優雅，筆者覺得很必要研究一下, 這裡展示一下其核心思路:

function compose (middleware) {  // 提前判断中间件类型,防止后续错误
  if (!Array.isArray(middleware)) throw new TypeError('Middleware stack must be an array!')  for (const fn of middleware) {    // 中间件必须为函数类型
    if (typeof fn !== 'function') throw new TypeError('Middleware must be composed of functions!')
  }  return function (context, next) {    // 采用闭包将索引缓存,来实现调用计数
    let index = -1
    return dispatch(0)    function dispatch (i) {      // 防止next()方法重复调用
      if (i <= index) return Promise.reject(new Error(&#39;next() called multiple times&#39;))
      index = i      let fn = middleware[i]      if (i === middleware.length) fn = next      if (!fn) return Promise.resolve()      try {        // 包装next()返回值为Promise对象
        return Promise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1)));
      } catch (err) {        // 异常处理
        return Promise.reject(err)
      }
    }
  }
}复制代码

利用koa中间件机制实现一个自己的koa中间件

学习了中间件的设计机制和原理, 我们是不是想马上写一个中间件呢? 笔者这里给大家举一个例子. 在H5-Dooring项目的服务端代码中, 我们需要对用户登录权限进行分发, 此时我们提供统一个中间件来处理, 如下代码所示:

// 模拟数据库操作const token = db.user();// router或者koa的中间件一定要用await处理next，否则将不能正常响应数据export default async (ctx, next) => {  const t = ctx.request.header.authorization  let uid = ctx.request.header['x-requested-with']  let uidArr = uid.split(',')  if(uidArr.length > 1) {
      uid = uidArr.pop().trim()
  }    if(token[uid] && token[uid][1] === t) {        await next()
    }else {
        ctx.status = 403;
        ctx.body = {            state: 403,            msg: '你没有权限操作'
        }
    }  
}复制代码

以上代码即实现用户登录态处理, 如果用户在没有登录的情况下防问任何需要登录的接口, 都将返回权限不足或则在请求库中让其重定向到登录页面.

所以, 今天你又博学了吗?

以上是深入淺出了解javascript的node中間件原理的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！