不到300行代码构建精简的koa和koa-router(mini-koa)

框架

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2019-4-19

前言

鉴于之前使用expresskoa的经验,这两天想尝试构建出一个koa精简版,利用最少的代码实现koa和koa-router,同时也梳理一下Node.js网络框架开发的核心内容。

实现后的核心代码不超过300行,源代码配有详细的注释。

核心设计

API调用

mini-koa的API设计中,参考koa和koa-routerAPI调用方式。

Node.js的网络框架封装其实并不复杂,其核心点在于http/httpscreateServer方法上,这个方法是http请求的入口。

首先,我们先回顾一下用Node.js来启动一个简单服务。

// https://github.com/qzcmask/mini-koa/blob/master/examples/simple.js
const http = require('http')
const app = http.createServer((request, response) => {
  response.end('hello Node.js')
})
app.listen(3333, () => {
  console.log('App is listening at port 3333...')
})

路由原理

既然我们知道Node.js的请求入口在createServer方法上,那么我们可以在这个方法中找出请求的地址,然后根据地址映射出监听函数(通过get/post等方法添加的路由函数)即可。

其中,路由列表的格式设计如下:

// binding的格式
{
'/': [fn1, fn2, ...],
'/user': [fn, ...],
...
}
// fn/fn1/fn2的格式
{
  method: 'get/post/use/all',
  fn: '路由处理函数'
}

难点分析

next()方法设计

我们知道在koa中是可以添加多个url监听函数的,其中决定是否传递到下一个监听函数的关键在于是否调用了next()函数。如果调用了next()函数则先把路由权转移到下一个监听函数中,处理完毕再返回当前路由函数。

mini-koa中,我把next()方法设计成了一个返回Promise fullfilled的函数(这里简单设计,不考虑next()传参的情况),用户如果调用了该函数,那么就可以根据它的值来决定是否转移路由函数处理权。

判断是否转移路由函数处理权的代码如下:

let isNext = false
const next = () => {
  isNext = true
  return Promise.resolve()
}
await router.fn(ctx, next)
if (isNext) {
  continue
} else {
  // 没有调用next,直接中止请求处理函数
  return
}

use()方法设计

mini-koa提供use方法,可供扩展日志记录/session/cookie处理等功能。

use方法执行的原理是根据请求地址在执行特定路由函数之前先执行mini-koa调用use监听的函数

所以这里的关键点在于怎么找出use监听的函数列表,假设现有监听情况如下:

app.use('/', fn1)
app.use('/user', fn2)

如果访问的url/user/add,那么fn1和fn2都必须要依次执行。

我采取的做法是先根据/字符来分割请求url,然后循环拼接,查看路由绑定列表(binding)中有没有要use的函数,如果发现有,添加进要use的函数列表中,没有则继续下一次循环。

详细代码如下:

// 默认use函数前缀
let prefix = '/'
// 要预先调用的use函数列表
let useFnList = []

// 分割url,使用use函数
// 比如item为/user/a/b映射成[('user', 'a', 'b')]
const filterUrl = url.split('/').filter(item => item !== '')
// 该reduce的作用是找出本请求要use的函数列表
filterUrl.reduce((cal, item) => {
  prefix = cal
  if (this.binding[prefix] && this.binding[prefix].length) {
    const filters = this.binding[prefix].filter(router => {
      return router.method === 'use'
    })
    useFnList.push(...filters)
  }
  return (
    '/' +
    [cal, item]
      .join('/')
      .split('/')
      .filter(item => item !== '')
      .join('/')
  )
}, prefix)

ctx.body响应

通过ctx.body = '响应内容'的方式可以响应http请求。它的实现原理是利用了ES6Object.defineProperty函数,通过设置它的setter/getter函数来达到数据追踪的目的。

详细代码如下:

// 追踪ctx.body赋值
Object.defineProperty(ctx, 'body', {
  set(val) {
    // set()里面的this是ctx
    response.end(val)
  },
  get() {
    throw new Error(`ctx.body can't read, only support assign value.`)
  }
})

子路由mini-koa-router设计

子路由mini-koa-router设计这个比较简单,每个子路由维护一个路由监听列表,然后通过调用mini-koaaddRoutes函数添加到主路由列表上。

mini-koaaddRoutes实现如下:

addRoutes(router) {
  if (!this.binding[router.prefix]) {
    this.binding[router.prefix] = []
  }
  // 路由拷贝
  Object.keys(router.binding).forEach(url => {
    if (!this.binding[url]) {
      this.binding[url] = []
    }
    this.binding[url].push(...router.binding[url])
  })
}

用法

使用示例如下,源代码可以在github上找到:

// examples/server.js
// const { Koa, KoaRouter } = require('mini-koa')
const { Koa, KoaRouter } = require('../index')
const app = new Koa()
// 路由用法
const userRouter = new KoaRouter({
  prefix: '/user'
})

// 中间件函数
app.use(async (ctx, next) => {
  console.log(`请求url, 请求method: `, ctx.req.url, ctx.req.method)
  await next()
})

// 方法示例
app.get('/get', async ctx => {
  ctx.body = 'hello ,app get'
})

app.post('/post', async ctx => {
  ctx.body = 'hello ,app post'
})

app.all('/all', async ctx => {
  ctx.body = 'hello ,/all 支持所有方法'
})

// 子路由使用示例
userRouter.post('/login', async ctx => {
  ctx.body = 'user login success'
})

userRouter.get('/logout', async ctx => {
  ctx.body = 'user logout success'
})

userRouter.get('/:id', async ctx => {
  ctx.body = '用户id: ' + ctx.params.id
})

// 添加路由
app.addRoutes(userRouter)

// 监听端口
app.listen(3000, () => {
  console.log('> App is listening at port 3000...')
})

总结

挺久没有造轮子了,这次突发奇想造了个精简版的koa,虽然跟常用的koa框架有很大差别,但是也实现了最基本的API调用和原理。

造轮子是一件难能可贵的事,程序员在学习过程中不应该崇尚拿来主义,学习到一定程度后,要秉持能造就造的态度,去尝试理解和挖掘轮子背后的原理和思想。

当然,通常来说,自己造的轮子本身不具备多大的实用性,没有经历过社区大量的测试和实际应用场景的打磨,但是能加深自己的理解和提高自己的能力也是一件值得坚持的事。

人生是一段不断攀登的高峰,只有坚持向前,才能看到新奇的东西。

最后附上项目的
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Star或Fork支持,谢谢。