看Koa框架源码，搞懂compose核心

本文分析了Koa框架的核心源码，看懂了compose方法，也就看懂了 Koa。

Node 主要用在开发 Web 应用，koa 是目前 node 里最流行的 web 框架。

一个简单的 http 服务

在 Node 开启一个 http 服务简直易如反掌，下面是官网 demo。

const http = require("http");

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader("Content-Type", "text/plain");
  res.end("Hello World\n");
});

const hostname = "127.0.0.1";
const port = 3000;
server.listen(port, hostname, () => {
  console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`);
});

引入http模块,http的createServer方法创建了一个http.Server 的实例。
server监听3000端口。
我们传入到createServer里的函数实际是监听request事件的回调，每当请求进来，监听函数就会执行。
request事件的监听函数，其函数接受两个参数，分别是req和res。其中 req 是一个可读流，res 是一个可写流。我们通过 req 获取 http 请求的所有信息，同时将数据写入到 res 来对该请求作出响应。

Koa 应用

Koa 如何创建一个 server, 直接上个官网的例子

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);

中间件概念在编程中使用广泛, 不管是前端还是后端, 在实际编程或者框架设计中都有使用到这种实用的模型。

基本上，Koa 所有的功能都是通过中间件实现的。

每个中间件默认接受两个参数，第一个参数是Context对象，第二个参数是next函数。只要调用next函数，就可以把执行权转交给下一个中间件。

如果中间件内部没有调用next函数，那么执行权就不会传递下去。

多个中间件会形成一个栈结构（middle stack），以“先进后出”（first-in-last-out）的顺序执行。整个过程就像，先是入栈，然后出栈的操作。

上面代码的执行顺序是：
请求 -> x-response-time 中间件 -> logger 中间件 -> response 中间件 -> logger 中间件 -> response-time 中间件 -> 响应

Koa 的中间件机制（源码分析）

阅读源码，化繁为简,我们看看 koa 的中间件系统是如何实现的。

class Application extends Emitter {
  constructor() {
    super();
    this.middleware = [];
  },

  use(fn) {
    this.middleware.push(fn);
    return this;
  },

  callback() {
    const fn = compose(this.middleware);

    return function(req, res) {
      return fn(ctx);
    };
  },

  listen(...args) {
    const server = http.createServer(this.callback());
    return server.listen(...args);
  }
}

好了，精简结束，一不小心，去枝末节，最后只剩下不到 20 行代码。

这就是框架的核心，简化后的代码非常清晰，有点不可思议，但核心就是这么简单。

我们先分析以上代码做了什么事。

我们定义了一个middleware数组来存储中间件。
我们定一个了一个use方法来注册一个中间件。其实就是简单的push到自身的mideware这个数组中。
我们还使用了一个compose方法，传入middleware，应该是做了一些处理，返回了一个可执行的方法。

你一定对中间的compose方法很好奇，初此之外的代码都容易理解，唯独这个compose不太知道究竟做了什么。其实，compose就是整个中间件框架的核心。

compose之外，代码已经很清楚的定义了

中间件的存储
中间件的注册

而compose方法做了最为重要的一件事

中间件的执行

compose，顾名思义，相当于把所有注册的中间件组合，它规定了中间件的执行顺序，返回一个“大”中间件，这个大中间件，就在 node 的 http 服务onRequest事件的时候执行。

核心 compose 方法

这是 compose 方法的源码，代码很简洁。

function compose(middleware) {
  return function(context, next) {
    // last called middleware #
    let index = -1;
    return dispatch(0);
    function dispatch(i) {
      if (i <= index)
        return Promise.reject(new Error("next() called multiple times"));
      index = i;
      let fn = middleware[i];
      if (i === middleware.length) fn = next;
      if (!fn) return Promise.resolve();
      try {
        return Promise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1)));
      } catch (err) {
        return Promise.reject(err);
      }
    }
  };
}

我试图去简化一下这个方法，但方法本身已经足够简洁。

通过compose方法，可以看出next指的就是下一个中间件，也就是我们所编写的中间件方法的第二个参数，Koa 通过next()传递实现中间件调用，结合 Promise 采用 递归调用 的通知机制，最终完成整个中间件栈的执行。

Koa 在中间件语法上采用了async+await语法来生成Promise形式的程序控制流。

这种形式的控制流让整个 Koa 框架中间件的访问呈现出 自上而下的中间件流 + 自下而上的 response 数据流 的形式。

看懂了compose方法，也就看懂了 Koa，你大概不愿相信如此简单怎么足以称为框架，但情况就是这样。

Koa 本身做的工作仅仅是定制了中间件的编写规范，而不内置任何中间件。一个 webrequest会通过 Koa 的中间件栈，来动态完成response的处理。

总结

koa 是非常精简的框架，其中的精粹思想就是洋葱模型(中间件模型)，koa 框架的中间件模型非常好用并且简洁，但是也有自身的缺陷，一旦中间件数组过于庞大，性能会有所下降，使用的时候要结合业务场景适当选择。