koa框架会用也会写—(koa的实现)

旧城等待， 2022-03-25 13:53 355阅读 0赞

## koa框架 ##

现在很多项目都是基于koa框架实现的，主要是因为koa小巧轻便，采用插件式扩展，可以根据需要的功能来选用不同的插件，开发起来更加的方便快捷。所以了解koa的实现原理是十分、十分、十分有必要的。

## koa系列文章 ##

*  [koa框架会用也会写—(koa的实现)][koa_koa]
 *  [koa框架会用也会写—(koa-router)][koa_koa-router]
 *  [koa框架会用也会写—(koa-view、koa-static)][koa_koa-view_koa-static]
 *  [koa框架会用也会写—(koa-bodyparser、koa-better-body)][koa_koa-bodyparser_koa-better-body]

## koa的使用分析 ##

const Koa = require('koa');
    let app = new Koa();//Koa是一个类，通过new生成一个实例
     
    //koa的原型上有use方法，来注册中间件
    app.use((ctx,next)=>{
        //koa拥有ctx属性，上面挂载了很多属性
        console.log(ctx.req.path);
        console.log(ctx.request.req.path);
        console.log(ctx.request.path);
        console.log(ctx.path);
        next();//洋葱模型，中间件组合
    })
     
    app.listen(3000);//Koa的原型上拥有监听listen

## 洋葱模型和中间件组合 ##

### 洋葱模型 ###

![洋葱模型1][1]

![洋葱模型2][2]

中间件组合

koa洋葱模型的实现，其实就是通过use将函数存放在一个middlewares队列中，然后通过函数dispatch派发中间件。

*  dispatch组合中间件：

*  Array.prototype.reduceRight组合中间件：

*  Array.prototype.reduce组合中间件：

## koa的组成部分 ##

![koa的组成部分][koa]

koa主要是由四部分组成：

*  application：koa的主要逻辑，包含了中间件处理过程
 *  context：koa关于ctx的封装
 *  request：koa请求对象的封装
 *  response：koa响应对象封装

## koa的实现 ##

### Koa类初始化 ###

*  Koa是一个类，拥有middleware、ctx、request、response
 *  Koa.prototype拥有use注册中间件
 *  Koa.prototype拥有listen监听网络请求，其内部是对http模块的封装
 *  Koa中handleRquest处理上下文ctx和中间件middleware

//application.js
     
    const http = require('http');
    let context = require('./context');
    let request = require('./request');
    let response = require('./response');
    class Koa {
        constructor(){
            this.middlewares = [];
            // 原型继承，防止引用空间的问题使后加的属性也会加在这个对象上
            //this.context和引入的context不是同一个对象
            this.context = Object.create(context);
            this.request = Object.create(request);
            this.response = Object.create(response);
        }
        use(fn){
            this.middlewares.push(fn) ;
        }
        //挂载封装处理ctx
        createContext(req,res){
            let ctx = this.context;
            ctx.request = this.request;
            ctx.response = this.response;
            ctx.req=ctx.request.req =req;
            ctx.res=ctx.response.res=res;
            return ctx;
        }
        //组合中间件
        compose(ctx,middles){
            function dispatch(index){
                if(index === middle.length) return;
                let middle = middles[index];
                middle(ctx,()=>dispatch(index+1));
            }
            dispatch(0);
        }
        //网络请求监听回调
        handleRequest(req,res){
            let ctx = createContext(req,res);
            this.compose(ctx,this.middlewares);    
        }
        listen(...args){
            let server = http.createServer(this.handleRquest);
            server.listen(...args)
        }    
    }
    module.exports = Koa

### request封装 ###

request上扩展url、path等属性

//request.js
     
    let request = {
        //类似Object.defineProperty(request,'url'){get(){}}
        get url(){
            //this.req => ctx.request.req = req，调用时ctx.request.url
            this.req.url;   
        }
        get path(){
            let url = require('url');
            return url.parse(this.req.url).pathname;
        }
    }
    module.exports = request;

### response封装 ###

request上扩展body等属性

//response.js
     
    let response = {
        get body(){
            return this._body;
        }
        set body(val){  //设置内置的_body来存储
            this._body=val
        }
    }
    module.exports = response;

### ctx封装 ###

ctx属性代理了一些ctx.request、ctx.response上的属性，使得ctx.xx能够访问ctx.request.xx或ctx.response.xx

//context.js
     
    let proto = {
    };
    function defineGetter(property,key){
        proto.__defineGetter(key,function(){
            return this[property][key];
        })
    }
    function defineSetter(property,key){
        proto.__defineSetter(key,function(val){
            this[property][key] = val;
        })
    }
    defineGetter('request','url');  //ctx代理了ctx.request.url的get
    defineGetter('request','path'); //ctx代理了ctx.request.path的get
    defineGetter('response','body'); //ctx代理了ctx.response.body的get
    defineSetter('response','body'); //ctx代理了ctx.response.body的set
    module.exports = proto;

### 处理异步和错误 ###

上面的功能都是基于同步函数，但是在node中大多数都是异步函数，所以这里面中间件的处理函数需要兼容异步函数。因为async+awit等于generator+co(koa1.0),而co中实现generator自动化是基于Promise实现的，所以这里必须函数promise化。如果不了解Promise、generator、async可以看看另一篇文章[promise原理就是这么简单][promise]

//application.js
     
    const http = require('http');
    let context = require('./context');
    let request = require('./request');
    let response = require('./response');
    let Stream = require('stream');
    let EventEmitter = require('events');
    class Koa extends EventEmitter {    //继承EE，处理错误
        constructor(){
            this.middlewares = [];
            this.context = Object.create(context);
            this.request = Object.create(request);
            this.response = Object.create(response);
        }
        use(fn){
            this.middlewares.push(fn) ;
        }
        createContext(req,res){
            let ctx = this.context;
            ctx.request = this.request;
            ctx.response = this.response;
            ctx.req=ctx.request.req =req;
            ctx.res=ctx.response.res=res;
            return ctx;
        }
        compose(ctx,middles){
            function dispatch(index){
                //没有注册中间件，返回一个promise
                if(index === middle.length) return Promise.resolve();
                let middle = middles[index];
                // Promise化，next一定为promise
                return Promise.resolve(middle(ctx,()=>dispatch(index+1)));
            }
            return dispatch(0);
        }
        handleRequest(req,res){
            res.statusCode = 404;
            let ctx = createContext(req,res);
            //所有的中间件执行时候，可以执行内置逻辑，处理错误等
            let p = this.compose(ctx,this.middlewares);
            p.then(()=>{
                //统一处理res.body的不同情况
                let body = ctx.body;
                if (Buffer.isBuffer(body) || typeof body === 'string'){
                    res.setHeader('Content-Type','text/plain;charset=utf8')
                res.end(body);
                } else if (body instanceof Stream){
                    body.pipe(res);
                }else if(typeof body == 'object'){
                    res.setHeader('Content-Type','application/json;charset=utf8')
                    res.end(JSON.stringify(body));
                }else{
                    res.end('Not Found');
                }
            }).catch(e=>{   //处理错误
                this.emit('error',e);
                res.statusCode = 500;
                //_http_server可以根据状态码找到对应的类型字段
                res.end(require('_http_server').STATUS_CODES[res.statusCode]);
        })
        }
        listen(...args){
            let server = http.createServer(this.handleRquest);
            server.listen(...args)
        }    
    }
    module.exports = Koa

## 结语 ##

koa的原理基本就介绍完了，koa还有一个重要的部分就是中间件，很多功能都是中间件实现的，后面一起学习kao的中间件：

*  [koa框架会用也会写—(koa-router)][koa_koa-router]

转载：https://juejin.im/post/5bab0c415188255c8473b123

[koa_koa]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fjuejin.im%2Fpost%2F5bab0c415188255c8473b123
[koa_koa-router]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fjuejin.im%2Fpost%2F5bad90b8f265da0aac6fe9ee
[koa_koa-view_koa-static]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fjuejin.im%2Fpost%2F5baefe335188255c6a0449c8
[koa_koa-bodyparser_koa-better-body]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fjuejin.im%2Fpost%2F5baf63a8f265da0acf0af160
[1]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/9/26/1661448ce8e66d5c?imageView2/0/w/1280/h/960/format/webp/ignore-error/1
[2]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/9/26/16614492ea7381b6?imageView2/0/w/1280/h/960/format/webp/ignore-error/1
[koa]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/9/26/16614339b0407322?imageView2/0/w/1280/h/960/format/webp/ignore-error/1
[promise]: https://link.juejin.im/?target=https%3A%2F%2Fjuejin.im%2Fpost%2F5b9645c75188255c463669e9