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说到中间件，很多开发者都会想到 Koa.js，其中间件设计无疑是前端中间件思想的典型代表之一。
最近重新温习这部分内容，按奈不住想要和各位看官聊聊其中绝妙！
Koa用起来非常方便——比之express，它“完美中间件”的设计让功能之间看起来非常简洁！笔者在项目中就曾这样使用过：
const Koa=require('koa')
const app=new Koa()
const Router=require('koa-router')
const router=new Router()
const cors=require('koa2-cors')
const koaBody=require('koa-body')
const ENV='test-mpin2'
app.use(cors({
origin:['http://localhost:9528'], // 也可以写为：['*']
credentials:true
}))
app.use(koaBody({
multipart:true
}))
app.use(async(ctx,next)=>{
console.log('访问全局中间件')
ctx.state.env=ENV // 全局缓存
await next()
})
const playlist=require('./controller/playlist.js')
router.use('/playlist',playlist.routes())
const blog=require('./controller/blog.js')
router.use('/blog',blog.routes())
app.use(router.routes()).use(router.allowedMethods())
app.listen(3000,()=>{
console.log('服务已开启')
})它将路由router抽离出去作为单独的中间件使用，则app只负责全局处理。还比如：
// 最外层中间件，可以用于兜底 Koa 全局错误
app.use(async (ctx, next) => {
try {
// 执行下一个中间件
await next();
} catch (error) {
console.log(`[koa error]: ${error.message}`)
}
});
// 第二层中间件，可以用于日志记录
app.use(async (ctx, next) => {
const { req } = ctx;
console.log(`req is ${JSON.stringify(req)}`);
await next();
console.log(`res is ${JSON.stringify(ctx.res)}`);
});简单实现一个Koa吧！
如上代码，我们看 Koa 实例，通过use方法注册和串联中间件，其源码的简单实现可以表述为：
use(fn) {
this.middleware.push(fn);
return this;
}我们将中间件存储到this.middleware数组中，那么中间件是如何被执行的呢？参考下面源码：
// 通过 createServer 方法启动一个 Node.js 服务
listen(...args) {
const server = http.createServer(this.callback());
server.listen(...args);
}Koa 框架通过 http 模块的 createServer 方法创建一个 Node.js 服务，并传入 this.callback() 方法， callback源码简单实现如下：
callback(){
const fn=compose(this.middlewareList)
return (req,res)=>{
const ctx=createContext(req,res)
return this.handleRequest(ctx,fn)
}
}
handleRequest(ctx, fn) {
const onerror = err => ctx.onerror(err);
// 将 ctx 对象传递给中间件函数 fn
return fn(ctx).catch(onerror);
}如上代码，我们将 Koa 一个中间件组合和执行流程梳理为以下步骤：
通过一个方法（我们称为compose）组合各种中间件，返回一个中间件组合函数
fn-
请求过来时，会先调用
handleRequest方法，该方法完成：- 调用
createContext方法，对该次请求封装出一个ctx对象； - 接着调用
this.handleRequest(ctx, fn)处理该次请求。
- 调用
其中，核心过程就是使用compose方法组合各种中间件 —— 这是一个单独的方法，它应该不受Koa其余方法的约束。其源码简单实现为：
// 组合中间件
// 和express中的next函数意义一样
function compose(middlewareList){
// return function意思是返回一个函数
return function(ctx,next){
// 各种中间件调用的逻辑
function dispatch(i){
const fn=middlewareList[i] || next
if(fn){
try{
// koa中都是async，其返回的是一个promise（对象）
return Promise.resolve(fn(ctx,function next(){
return dispatch(i+1)
}))
}catch(err){
return Promise.reject(err)
}
}else{
return Promise.resolve()
}
}
return dispatch(0)
}
}其功能可以表示为这样（非源码）：
async function middleware1() {
//...
await (async function middleware2() {
//...
await (async function middleware3() {
//...
});
//...
});
//...
}到这里我们其实可以“初窥”其原理，有两点：
- Koa 的中间件机制被社区形象地总结为洋葱模型；
所谓洋葱模型，就是指每一个 Koa 中间件都是一层洋葱圈，它即可以掌管请求进入，也可以掌管响应返回。换句话说：外层的中间件可以影响内层的请求和响应阶段，内层的中间件只能影响外层的响应阶段。
- dispatch(n)对应第 n 个中间件的执行，在使用中即第 n 个中间件可以通过await next()来“插入”执行下一个中间件，同时在最后一个中间件执行完成后，依然有恢复执行的能力。即：通过洋葱模型，await next()控制调用后面的中间件，直到全局没有可执行的中间件且堆栈执行完毕，最终“原路返回”至第一个执行next的中间件。这种方式有个优点，特别是对于日志记录以及错误处理等全局功能需要非常友好。
Koa1 的中间件实现利用了 Generator 函数 + co 库（一种基于 Promise 的 Generator 函数流程管理工具），来实现协程运行。本质上，Koa v1 中间件和 Koa v2 中间件思想是类似的，只不过 Koa v2 改用了 Async/Await 来替换 Generator 函数 + co 库，整体实现更加巧妙，代码更加优雅。—— from《狼书》
经过上述部分源码的描述，我们就可以采用es6的方式将其组合起来：
// myKoa.js文件
const http=require('http')
function compose(){} //见上
class LikeKoa2{
constructor() {
this.middlewareList=[]
}
use(){} //见上
// 把所有的req，res属性、事件都交给ctx（这里只是简写）
createContext(req,res){
const ctx={
req,
res
}
// 比如
ctx.query=req,query
return ctx
}
handleRequest(){} //见上
callback(){} //见上
listen(){} //见上
}
// koa和express的不同之一：
// express在调用时直接调用函数：const app=express();所以暴露出去new过的对象——具体见下面链接中代码
// 但是koa调用时以类的方式：const app=new Koa();所以直接暴露出去
module.exports=LikeKoa2那use方法和其余方法并不相通，它是如何被执行的呢？执行了createServer后是不是相当于建立了一个通道、挂载了一个监听函数呢？
这一点恐怕就要到Node的源码中一探究竟了…
对比 Koa，聊聊 Express 原理
说起 Node.js 框架，我们一定忘不了 Express —— 不同于 Koa，它继承了路由、静态服务器和模板引擎等功能，虽然比之Koa显得“臃肿”了许多，但看上去比 Koa 更像是一个框架。通过学习 Express 源码，笔者简单的总结了它的工作机制：
通过app.use方法注册中间件。
一个中间件可以理解为一个 Layer 对象，其中包含了当前路由匹配的正则信息以及 handle 方法。
所有中间件（Layer 对象）使用stack数组存储起来。
当一个请求过来时，会从 req 中获取请求 path，根据 path 从stack中找到匹配的 Layer，具体匹配过程由
router.handle函数实现。-
router.handle函数通过next()方法遍历每一个 layer 进行比对：-
next()方法通过闭包维持了对于 Stack Index 游标的引用，当调用next()方法时，就会从下一个中间件开始查找； - 如果比对结果为 true，则调用
layer.handle_request方法，layer.handle_request方法中会调用next()方法 ，实现中间件的执行。
-
通过上述内容，我们可以看到，Express 其实是通过 next() 方法维护了遍历中间件列表的 Index 游标，中间件每次调用next()方法时，会通过增加 Index 游标的方式找到下一个中间件并执行。它的功能就像这样：
((req, res) => {
console.log('第一个中间件');
((req, res) => {
console.log('第二个中间件');
(async(req, res) => {
console.log('第三个中间件');
await sleep(2000)
res.status(200).send('hello')
})(req, res)
console.log('第二个中间件调用结束');
})(req, res)
console.log('第一个中间件调用结束')
})(req, res)如上代码，Express 中间件设计并不是一个洋葱模型，它是基于回调实现的线形模型，不利于组合，不利于互操，在设计上并不像 Koa 一样简单。而且业务代码有一定程度的侵扰，甚至会造成不同中间件间的耦合。
express的简单实现笔者已上传至腾讯微云，需要者可自行查看&下载：express的简单实现
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