nodejs 实践：express 最佳实践(五) connect解析

nodejs 实践：express 最佳实践(五) connect解析

nodejs 发展很快，从 npm 上面的包托管数量就可以看出来。不过从另一方面来看，也是反映了 nodejs 的基础不稳固，需要开发者创造大量的轮子来解决现实的问题。

知其然，并知其所以然这是程序员的天性。所以把常用的模块拿出来看看，看看高手怎么写的，学习其想法，让自己的技术能更近一步。

引言

express 是 nodejs 中最流行的 web 框架。express 中对 http 中的 request 和 response 的处理，还有以中间件为核心的处理流程，非常灵活，足以应对任何业务的需求。

而 connect 曾经是 express 3.x 之前的核心，而 express 4.x 已经把 connect 移除，在 express 中自己实现了 connect 的接口。可以说 connect 造就了 express 的灵活性。

因此，我很好奇，connect 是怎么写的。

争取把每一行代码都弄懂。

connect 解析

我们要先从 connect 的官方例子开始

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!
');
});

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

从示例中可以看到一个典型的 connect 的使用：

var app = connect()// 初始化

app.use(function(req, res, next) {
    // do something
})

// http 服务器，使用
http.createServer(app).listen(3000);

先倒着看，从调用的地方更能看出来，模块怎么使用的。我们就先从 http.createServer(app) 来看看。

从 nodejs doc 的官方文档中可以知， createServer 函数的参数是一个回调函数，这个回调函数是用来响应 request 事件的。从这里看出，示例代码中 app 中函数签就是 (req, res)，也就是说 app 的接口为 function (req, res)。

但是从示例代码中，我们也可以看出 app 还有一个 use 方法。是不是觉得很奇怪，js 中函数实例上，还以带方法，这在 js 中就叫 函数对象，不仅能调用，还可以带实例变量。给个例子可以看得更清楚：

function handle () {
  function app(req, res, next) { app.handle(req, res, next)}

  app.handle = function (req, res, next) {
    console.log(this);
  }

  app.statck = [];

  return app;
}

var app = handle();

app() // ==> { [Function: app] handle: [Function], stack: [] }

app.apply({}) // ==>{ [Function: app] handle: [Function], stack: [] }

可以看出：函数中的实例函数中的 this 就是指当前的实例，不会因为你使用 apply 进行环境改变。

其他就跟对象没有什么区别。

再次回到示例代码，因该可以看懂了， connect 方法返回了一个函数，这个函数能直接调用，有 use 方法，用来响应 http 的 request 事件。

到此为此，示例代码就讲完了。 我们开始进入到 connect 模块的内部。

connect 只有一个导出方法。就是如下：

var merge = require('utils-merge');

module.exports = createServer;

var proto = {};

function createServer() {

  // 函数对象，这个对象能调用，能加属性
  function app(req, res, next){ app.handle(req, res, next); }
  merge(app, proto); // ===等于调用 Object.assign
  merge(app, EventEmitter.prototype); // === 等于调用 Object.assign
  app.route = '/';
  app.stack = [];
  return app;
}

从代码中可以看出，createServer 函数把 app 函数返回了，app 函数有三个参数，多了一个 next (这个后面讲)，app函数把 proto 的方法合并了。还有 EventEmitter 的方法也合并了，还增加了 route 和 stack 的属性。

从前面代码来看，响应 request 的事件的函数，是 app.handle 方法。这个方法如下：

proto.handle = function handle(req, res, out) {
  var index = 0;
  var protohost = getProtohost(req.url) || ''; //获得 http://www.baidu.com
  var removed = '';
  var slashAdded = false;
  var stack = this.stack;

  // final function handler
  var done = out || finalhandler(req, res, {
    env: env,
    onerror: logerror
  }); // 接口 done(err);

  // store the original URL
  req.originalUrl = req.originalUrl || req.url;

  function next(err) {
    if (slashAdded) {
      req.url = req.url.substr(1); // 除掉 / 之后的字符串
      slashAdded = false; // 已经拿掉
    }

    if (removed.length !== 0) {
      req.url = protohost + removed + req.url.substr(protohost.length);
      removed = '';
    }

    // next callback
    var layer = stack[index++];

    // all done
    if (!layer) {
      defer(done, err); // 没有中间件，调用 finalhandler 进行处理，如果 err 有值，就返回 404 进行处理
      return;
    }

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

    // skip this layer if the route doesn't match
    if (path.toLowerCase().substr(0, route.length) !== route.toLowerCase()) {
      return next(err); // 执行下一个
    }

    // skip if route match does not border "/", ".", or end
    var c = path[route.length];
    if (c !== undefined && '/' !== c && '.' !== c) {
      return next(err); // 执行下一个
    }

    // trim off the part of the url that matches the route
    if (route.length !== 0 && route !== '/') {
      removed = route;
      req.url = protohost + req.url.substr(protohost.length + removed.length);

      // ensure leading slash
      if (!protohost && req.url[0] !== '/') {
        req.url = '/' + req.url;
        slashAdded = true;
      }
    }

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

  next();
};

代码中有相应的注释，可以看出，next 方法就是一个递归调用，不断的对比 route 是否匹配，如果匹配则调用 handle, 如果不匹配，则调用下一个 handle.

call 函数的代码如下：

function call(handle, route, err, req, res, next) {
  var arity = handle.length;
  var error = err;
  var hasError = Boolean(err);

  debug('%s %s : %s', handle.name || '<anonymous>', route, req.originalUrl);

  try {
    if (hasError && arity === 4) {
      // error-handling middleware
      handle(err, req, res, next);
      return;
    } else if (!hasError && arity < 4) {
      // request-handling middleware
      handle(req, res, next);
      return;
    }
  } catch (e) {
    // replace the error
    error = e;
  }

  // continue
  next(error);
}

可以看出一个重点：对错误处理，connect 的要求 是函数必须是 四个参数，而 express 也是如此。如果有错误， 中间件没有一个参数的个数是 4， 就会错误一直传下去，直到后面的 defer(done, err); 进行处理。

还有 app.use 添加中间件：

proto.use = function use(route, fn) {
  var handle = fn; // fn 只是一个函数的话 三种接口 // 1. err, req, res, next 2. req, res, 3, req, res, next
  var path = route;

  // default route to '/'
  if (typeof route !== 'string') {
    handle = route;
    path = '/';
  }

  // wrap sub-apps
  if (typeof handle.handle === 'function') { // 自定义中的函数对象
    var server = handle;
    server.route = path;
    handle = function (req, res, next) {  // req, res, next 中间件
      server.handle(req, res, next);
    };
  }

  // wrap vanilla http.Servers
  if (handle instanceof http.Server) {
    handle = handle.listeners('request')[0]; // (req, res) // 最后的函数
  }

  // strip trailing slash
  if (path[path.length - 1] === '/') {
    path = path.slice(0, -1);
  }

  // add the middleware
  debug('use %s %s', path || '/', handle.name || 'anonymous');
  this.stack.push({ route: path, handle: handle });

  return this;
};

从代码中，可以看出，use 方法添加中间件到 this.stack 中，其中 fn 中间件的形式有两种： function (req, res, next) 和 handle.handle(req, res, next) 这两种都可以。还有对 fn 情况进行特殊处理。

总的处理流程就是这样，用 use 方法添加中间件，用 next 编历中间件，用 finalHandle 进行最后的处理工作。

在代码中还有一个函数非常奇怪：

/* istanbul ignore next */
var defer = typeof setImmediate === 'function'
  ? setImmediate
  : function(fn){ process.nextTick(fn.bind.apply(fn, arguments)) }

defer 函数中的 fn.bind.apply(fn, arguments)，这个方法主要解决了，一个问题，不定参的情况下，第一个参数函数，怎样拿到的问题，为什么这样说呢？如果中我们要达到以上的效果，需要多多少行代码？

function () {
    var cb = Array.from(arguments)[0];
    var args = Array.from(arguments).splice(1);
    process.nextTick(function() {
        cb.apply(null,args);
    })
}

这还是 connect 兼容以前的 es5 之类的方法。如果在 es6 下面，方法可以再次简化

function(..args){ process.nextTick(fn.bind(...args)) }

总结

connect 做为 http 中间件模块，很好地解决对 http 请求的插件化处理的需求，把中间件组织成请求上的一个处理器，挨个调用中间件对 http 请求进行处理。

其中 connect 的递归调用，和对 js 的函数对象的使用，让值得学习，如果让我来写，就第一个调个的地方，就想不到使用 函数对象 来进行处理。

而且 next 的设计如此精妙，整个框架的使用和概念上，对程序员基本上没有认知负担，这才是最重要的地方。这也是为什么 express 框架最受欢迎。koa 相比之下，多几个概念，还使用了不常用的 yield 方法。

connect 的设计理念可以用在，类似 http 请求模式上， 如 rpc, tcp 处理等。

我把 connect 的设计方法叫做 中间件模式，对处理 流式模式，会有较好的效果。