回形针一样的中间件

中间件的执行顺序

在 Koa 应用中,第一个中间件里的请求是1,响应是 2,第二个中间件里的请求是 3,响应是 4,那么最终输出的结果是 1324。下面将对这个现象进行解析。

1. 从 Generator 说起
先来演示下 Generator 的用法

function *a(){
  console.log('第 1 个中间件的 before')
  yield *b()
  console.log('第 1 个中间件的 after')
}

function *b() {
  console.log('业务逻辑')
}

function *hello(){
   yield *a()
}

const it1 = hello();
console.log(it1.next()) // {value: undefined, done: true  }

代码的执行结果如下

第 1 个中间件的 before
业务逻辑
第 1 个中间件的 after

从结果可以看出,a 这个 Generator 里的内容,yield 之前的语句是先执行的,yield 之后的语句是在 b 执行完成后才执行的。这就是回形针的最早体现。

2. 用 co 简化代码
使用 co 这个 Generator 可以简化 Generator 的执行过程。

const co = require('co')

function *a(){
  console.log('第 1 个中间件的 before')
  yield *b()
  console.log('第 1 个中间件的 after')
}

function *b() {
  console.log('业务逻辑')
}

co(function *(){
  yield *a()
})

这段代码的执行结果和上面的一致。

3. 具体的 1342
下面将以 ‘1342’ 为例,显式下中间件的执行过程:

const co = require('co')

function *a(){
  console.log('第一个中间件的 before 1')
  yield *b()
  console.log('第一个中间件的 after 2')
}

function *b(){
  console.log('  第二个中间件的 before 3')
  yield *c()
  console.log('  第二个中间件的 after 4')
}

function *c(){
  console.log('    这里是业务逻辑')
}

co(function *(){
  yield *a()
})

以下是执行代码的结果:

第一个中间件的 before 1
  第二个中间件的 before 3
    这里是业务逻辑
  第二个中间件的 after 4
第一个中间件的 after 2

中间件的执行顺序是 a->b->c,但是最终的执行顺序是 a1 -> b3 -> c -> b4 -> a2,这其实反映了这节的核心:当两个中间件叠加使用时,假设第一个中间件里的请求是 1,响应是 2,;第二个中间件的请求是 3,响应是 4,那么具体的执行顺序是 1->3->4->2

4. 中间件的写法
首先,先来模拟一下 Koa 的中间件:

var co = require('co')
var compose = require('koa-compose')

function *a(){
  console.log('第一个中间件的 before 1')
  yield *b()
  console.log('第一个中间件的 after 2')
}

function *b(){
  console.log('  第二个中间件的 before 3')
  yield *c()
  console.log('  第二个中间件的 after 4')
}

function *c(){
  console.log('    这里是业务逻辑')
}

var stack = [a,b,c]

co(compose(stack));

koa-compose 是 Koa 中最核心的模块,用于组合对个中间件,最终合并成一个中间件。

探索原理

  1. 探索1
// app.js
var co = require('co')

module.exports = {
  middleware: [],
  use: function(fn){
    this.middleware.push(fn)
    return this;
  },
  callback: function(cb) {
    const fn = this.compose(this.middleware)
    co(fn).then(cb, function(err){
      console.log(err.stack)
    })
  },
  compose: function(middleware){
    return function *(next) {
      if (!next) {
        next = function *(){}
      }
      
      var i = middleware.length;
      while(i--) {
        next = middleware[i].call(this, next)
      }
      
    }
    return yield *next
  }
}

测试代码如下

var app = reqiure('./app')

app.use(function *(next) {
  console.log(1)
  yield next;
  console.log(2)
})

app.use(function *(next) {
  console.log(3)
  yield next
  console.log(4)
})
app.callback()  // 1342

探索 1 的代码只依赖了 co 模块,整体来说非常容易理解。
这里对重点代码进行解读

  • callback
  1. 通过 this.compose 把 this.middleware 转变成一个名为 fn 的 Generator 函数。
  2. 通过 co 执行 fn
  3. co 返回的是 Promise 对象,所以 then 后面接了两个参数,其中 cb 是成功回调,后面的函数用于异常处理。
  • compose

compose 的功能是将 compose([f1,f2...,fn]) 转化为 fn(...f2(f1(next()))), 最终返回一个 Generator 函数。

compose 返回的是 Generator ,因此它就需要一个 Generator 执行器,也就是上文出现的 co,来搭配使用。compose 其实就是 koa-compose 的核心功能,由此课件 koa-compose 的重要程度。

tip: co函数的作用是:将Generator函数转成一个promise对象。然后自动执行该函数的代码

  1. 探索 2
// app.js
var co = require('co')
var convert = require('koa-convert')

module.exports = {
  middleware: [],
  use: function(fn) {
    this.middleware.push(fn)
    return this
  },
  callback: function(){
    const fn = convert.compose(this.middleware)
    const ctx = {}
    fn(ctx).then(() => {})
  }
}

tip: koa-convert最主要的作用是:将koa1包中使用的Generator函数转换成Koa2中的async函数。更准确的说是将Generator函数转换成使用co包装成的Promise对象。然后执行对应的代码。当然该包中也提供了back方法,也可以把koa2中的async函数转换成koa1包中的Generator函数。

测试代码如下:

var app = require('./app')

app.use((ctx, next) => {
  console.log(1)
  return next().then(() => {
     console.log(2)
  })
})

app.use(function *(ctx, next) => {
  console.log(3)
  yield next
  console.log(4)
})

app.callback() // 1342

回溯机制

在 Express 里,中间件请求进行处理,但无法对响应进行处理。
但是对于 Koa 而言,中间件能对请求做出处理,也能对响应作出处理。

1. 回形针的实现: compose
下面是具体代码:

compose: function(middleware) {
  return function(content, next) {
     let index = -1;
     return dispatch(0)
     function dispatch(i) {
      if(i<= index) {
        return Promise.reject(new Error('next() called multiple tiems'))
      }
      index = i
      const fn = middleware[i] || next
      if (!fn) {
        return Promise.resolve()
      }
      try {
        return Promise.resolve(fn(content, function next() {
          return dispatch(i +1)
        }))
      } catch(err) {
        return Promise.reject(err)
      }
    }
  }
}

可以看到,最终返回的结果是 Promise,这样子可以很好的配合 async 和 await。

3. 从 Koa v1 到 Koa2 v2

Koa v1 的中间件机制其实就是将 compose([f1,f2....,fn]) 转换为 fn(....f2(f1(next))), 最终返回值是一个生成器函数。而 Koa v2 将其转化为 fn(...fn-1(fn(noop())))); 最终返回的是 function (content, next){}。

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