什麼是node中介軟體

node中間件主要是指封裝http請求細節處理的方法，其本質上就是在進入具體的業務處理之前，先讓特定過濾器處理；對於Web應用而言，引入Node中間件可以簡化和封裝一些基礎邏輯處理細節。

本教學操作環境：Windows10系統、node v12.21.0版、Dell G3電腦。

什麼是node中間件？

深入淺出nodejs中間件原理

#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），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資訊處理 權限校驗 日誌記錄 會話管理中間件(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具體的業務處理之前，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中中間件的實作想法.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作

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()}

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()

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. 列印結果如下:

m1 runm2 runm3 run

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, 如果中間件還依賴第三發模組或者api的支持, 比如驗證, 識別等服務, 我們需要在該異步中間件的回調裡執行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()
  })}

還有一種中間件場景, 比如說日誌中間件, 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的回傳值包裝成promise, 使得其在業務處理完成之後透過then回呼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()}

此時我們就能使用如下方式呼叫了:

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

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()

在koa2框架中, 中间件的实现方式也是将next()方法返回值封装为Promise对象，实现了其提出的洋葱圈模型，如下图所示:

koa中间件实现方式

koa2框架的中间件实现原理很优雅，笔者觉得很必要研究一下, 这里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 

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'
        }
    }  }

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.

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