JavaScript 实现类似Express的中间件系统(实例详解)

2023-02-14 16:06:08

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目录
Express 的中间件系统
实现代码
如何实现异步执行链
如何将控制权交给中间件函数
使用示例
应用级中间件与路由级中间件

Express 的中间件系统

在 Express 中可以给一个请求设置若干个中间件,在处理响应时会www.cppcns.com按顺序执行这些中间件,正在执行的中间件可以控制是否执行下一个中间件。

模拟实现的 Express 将拥有这些功能:

Express 类拥有三个实例方法: run(url) 开始执行中间件,接收 url。
  • use(fn) 设置应用中间件,在路由中间件之前执行。
  • get(url, fn) 设置路由中间件,只在 url 与请求路由一致时执行。
  • fn 的定义为:(req:any, res:any, next) => void
  • fn 中调用 next() 方法执行下一个中间件。
  • fn 中调用 res.end(response) 方法后将本次响应值为 response 并且不再执行后续中间件。
  • req 和 res 会逐层传递,可以被修改。
    调用 run(url) 方法后开始执行中间件。
  • 如果没有注册对应的路由中间件,则只执行应用中间件。
  • 如果有对应的路由中间件,则先执行应用中间件后执行路由中间件。
    中间件按照注册顺序执行。

    大概的使用方式如下:

    class Express {}
    
    const app = new Express();
    
    app.use(function (req, res, next) {
      console.log("mid");
      next();
    });
    
    app.use(function (req, res, next) {
      console.log("mid");
      next();
    });
    
    app.get("/home", function (req, res, next) {
      console.log("page home");
      next();
    });
    
    app.get("/detail", function (req, res, next) {
      console.log("page detail");
      next();
    });
    
    app.run("/home");

    实现代码

    const appMiddlewareKey = Symbol("app_middleware");
    class Express {
      constructor() {
        this.middleware = {};
      }
    
      use(fn) {
        this.get(appMiddlewareKey, fn);
      }
    
      get(url, fn) {
        if (!this.middleware[url]) {
          this.middleware[url] = [];
        }
    
        function wrap(ctx) {
          return new Promise((resolve, reject) => {
            ctx.res.end = (response) => {
              reject(response);
            };
            try {
              const result = fn(ctx.req, ctx.res, () => {
                resolve(ctx);
              });
              if (result instanceof Promise) {
                result.catch(reject);
              }
            } catch (error) {
              reject(error);
            }
          });
        }
    
        this.middleware[url].push(wrap);
      }
    
      run(url) {
        const chain = [].concat(this.middleware[appMiddlewareKey]);
        const route = this.middleware[url];
        if (route) {
          chain.push(...route);
        }
        const ctx = {
          req: {
            url,
          },
          res: {},
        };
    
        let promise = Promise.resolve(ctx);
        chain.forEach((middleware) => {
          promise = promise.then(middleware);
        });
        return promise.then((ctx) => ctx.res);
      }
    }
    

    如何实现异步执行链

    在调用 use() 方法或 get() 方法设置中间件时,将传入的回调函数包装成一个返回 Promise 对象的新函数。

    function wrap(ctx) {
      return new Promise((resolve, reject) => {
        // 提供停止执行中间件的方法
        ctx.res.end = (response) => {
        www.cppcns.com  reject(response);
        };
        try {
          const result = fn(ctx.req, ctx.res, () => {
            resolve(ctx);
          });
          if (result instanceof Promise) {
            result.catch(reject); // 如果传入中间件回调返回值为 Promise
          }
        } catch (error) {
          reject(error);
        }
      });
    }
    this.middleware[url].push(wrap);

    在调用 .run() 方法时,先根据传入的 url 决定要执行的中间件,然后遍历中间件列表,拼接成一个 Promise 链。

    let promise = Promise.resolve(ctx);
    chain.forEach((middleware) => {
      promise = promise.then(middleware);
    });

    如何将控制权交给中间件函数

    wrap() 方法中,给实际的中间件函数传递一个方法,这个方法调用后 wrap() 返回的 Promise 才会被 resolve,这个方法就是 next() 方法。

    const result = fn(ctx.req, ctx.res, () => {
      resolve(ctx);
    });

    使用示例

    应用级中间js件与路由级中间件

    use() 绑定的中间件为应用级中间件,用 get() 绑定的为路由级中间件。应用级中间件总是会执行,只调用 .run() 方法接收到的对应 url 的路由中间件。

    以下例子不调用 /detail 的路由中间件。

    app.use(function (req, res, next) {
      res.name = "zhangkb";
      next();
    });
    
    app.get("/home", function (req, res, next) {
      console.log("page home", req);
      next();
    });
    
    app.get("/detail", function (req, res, next) {
      console.log("page home", req);
      next();
    });
    
    app.run("/home");

    .run() 的返回值与异常处理

    .run() 方法返回一个 Promise 对象,如果所有中间件都执行完毕无异常则返回 res 对象:

    app.use(function (req, res, next) {
      res.name = "zhangkb";
      next();
    });
    
    app.run("/").then((res) => {
      console.log("success", res);
    });

    如果在中间件中用 throw 关键字抛出异常或者调用 res.end() 方法,则会停止执行后续中间件,并将抛出的异常对象(或 res.end() 的参数)作为 Promise 的失败原因。

    app.use(function (req, res, next) {
      res.name = "zhangkb";
      res.end(new Error("reason")); // 主动停止
      throw new Error("reason"); // 抛出异常
      next();
    });
    
    app.run("/").catch((error) => {
      console.log("error", error);
    });

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