前端面试-实现一个简版koa
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koa的使用
koa的使用非常简单，引入依赖后编写
const Koa = require('koa')
let app = new Koa()
app.use((ctx, next) => {
console.log(ctx)
})
app.listen(4000)然后在浏览器端打开http://127.0.0.1:4000即可访问
若没有指定返回body，koa默认处理成了Not Found
ctx
再进一步扩展代码，看看ctx上面有哪些东西
// ...
console.log(ctx)
console.log('native req ----') // node原生的req
console.log(ctx.req.url)
console.log(ctx.request.req.url)
console.log('koa request ----') // koa封装了request
console.log(ctx.url)
console.log(ctx.request.url)
// native req ----
// /
// /
// koa request ----
// /
// /
// ...以上代码存放在仓库，自取。
在koa官网有说明在ctx挂载了一系列request和response的属性别名。
ctx = {}
ctx.request = {}
ctx.response = {}
ctx.req = ctx.request.req = req
ctx.res = ctx.response.res = res
// ctx.url 代理了 ctx.request.urlnext
以下代码存放在仓库，自取。
使用next看看作用
const Koa = require('koa')
let app = new Koa()
app.use((ctx, next) => {
console.log(1)
next()
console.log(2)
})
app.use((ctx, next) => {
console.log(3)
next()
console.log(4)
})
app.use((ctx, next) => {
console.log(5)
next()
console.log(6)
})
app.listen(4000)
// 1
// 3
// 5
// 6
// 4
// 2从上面代码打印结果可以看出，next的作用就是做一个占位符。可以看成以下形式
app.use((ctx, next) => {
console.log(1)
app.use((ctx, next) => {
console.log(3)
app.use((ctx, next) => {
console.log(5)
next()
console.log(6)
})
console.log(4)
})
console.log(2)
})这即是洋葱模型。
如果某个中间件有异步代码呢？
const Koa = require('koa')
let app = new Koa()
// 异步函数
const logger = () => {
return new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(_ => {
console.log('logger')
resolve()
}, 1000)
})
}
app.use((ctx, next) => {
console.log(1)
next()
console.log(2)
})
app.use(async (ctx, next) => {
console.log(3)
await logger()
next()
console.log(4)
})
app.use((ctx, next) => {
console.log(5)
next()
console.log(6)
})
app.listen(4000)
// 1
// 3
// 2
// 等待1s
// logger
// 5
// 6
// 4此时打印结果并不是我们预期的结果，我们期望的是1 -> 3 -> 1s logger -> 5-> 6-> 4 ->2
此时我们需要在next前面加一个await
// ...
app.use(async (ctx, next) => {
console.log(1)
await next()
console.log(2)
})
// ...简单阅读下koa源码
koa致力于成为一个更小、更富有表现力、更健壮的web开发框架。
其源码也是非常轻量且易读。
核心文件四个
application.js：简单封装http.createServer()并整合context.jscontext.js：代理并整合request.js和response.jsrequest.js：基于原生req封装的更好用response.js：基于原生res封装的更好用
开始撸源码
下面涉及到的代码存放到仓库中，需要的自取。
koa是用ES6实现的，主要是两个核心方法app.listen()和app.use((ctx, next) =< { ... })
先来在application.js中实现app.listen()
const http = require('http')
class Koa {
constructor () {
// ...
}
// 处理用户请求
handleRequest (req, res) {
// ...
}
listen (...args) {
let server = http.createServer(this.handleRequest.bind(this))
server.listen(...args)
}
}
module.exports = Koactx挂载了什么东西
从上面的简单使用ctx中可以看出
ctx = {}
ctx.request = {}
ctx.response = {}
ctx.req = ctx.request.req = req
ctx.res = ctx.response.res = res
ctx.xxx = ctx.request.xxx
ctx.yyy = ctx.response.yyy我们需要以上几个对象，最终都代理到ctx对象上。
创建context.js/request.js/response.js三个文件
request.js内容
const url = require('url')
let request = {}
module.exports = requestresponse.js内容
let response = {}
module.exports = responsecontext.js内容
let context = {}
module.exports = context在application.js中引入上面三个文件并放到实例上
const context = require('./context')
const request = require('./request')
const response = require('./response')
class Koa extends Emitter{
constructor () {
super()
// Object.create 切断原型链
this.context = Object.create(context)
this.request = Object.create(request)
this.response = Object.create(response)
}
}由于不能直接用等号为其赋值，不然在修改变量属性时会直接篡改原始变量，因为对象引用了同一内存空间。
所以使用Object.create方法切断依赖，此方法相当于
function create (parentPrototype) {
function F () {}
F.prototype = parentPrototype
return new F()
}然后处理用户请求并在ctx上代理request / response
// 创建上下文
createContext (req, res) {
let ctx = this.context
// 请求
ctx.request = this.request
ctx.req = ctx.request.req = req
// 响应
ctx.response = this.response
ctx.res = ctx.response.res = res
return ctx
}
handleRequest (req, res) {
let ctx = this.createContext(req, res)
return ctx
}在context.js中，使用__defineGetter__ / __defineSetter__实现代理，他是Object.defineProperty()方法的变种，可以单独设置get/set，不会覆盖设置。
let context = {}
// 定义获取器
function defineGetter (key, property) {
context.__defineGetter__ (property, function () {
return this[key][property]
})
}
// 定义设置器
function defineSetter (key, property) {
context.__defineSetter__ (property, function (val) {
this[key][property] = val
})
}
// 代理 request
defineGetter('request', 'path')
defineGetter('request', 'url')
defineGetter('request', 'query')
// 代理 response
defineGetter('response', 'body')
defineSetter('response', 'body')
module.exports = context在request.js中，使用ES5提供的属性访问器实现封装
const url = require('url')
let request = {
get url () {
return this.req.url // 此时的this为调用的对象 ctx.request
},
get path () {
let { pathname } = url.parse(this.req.url)
return pathname
},
get query () {
let { query } = url.parse(this.req.url, true)
return query
}
// ...更多待完善
}
module.exports = request在response.js中，使用ES5提供的属性访问器实现封装
let response = {
set body (val) {
this._body = val
},
get body () {
return this._body // 此时的this为调用的对象 ctx.response
}
// ...更多待完善
}
module.exports = response以上实现了封装request/response并代理到ctx上
ctx = {}
ctx.request = {}
ctx.response = {}
ctx.req = ctx.request.req = req
ctx.res = ctx.response.res = res
ctx.xxx = ctx.request.xxx
ctx.yyy = ctx.response.yyynext构建的洋葱模型
接下来实现koa中第二个方法app.use((ctx, next) =< { ... })
use中存放着一个个中间件，如cookie、session、static...等等一堆处理函数，并且以洋葱式的形式执行。
constructor () {
// ...
// 存放中间件数组
this.middlewares = []
}
// 使用中间件
use (fn) {
this.middlewares.push(fn)
}当处理用户请求时，期望执行所注册的一堆中间件
// 组合中间件
compose (middlewares, ctx) {
function dispatch (index) {
// 迭代终止条件 取完中间件
// 然后返回成功的promise
if (index === middlewares.length) return Promise.resolve()
let middleware = middlewares[index]
// 让第一个函数执行完，如果有异步的话，需要看看有没有await
// 必须返回一个promise
return Promise.resolve(middleware(ctx, () => dispatch(index + 1)))
}
return dispatch(0)
}
// 处理用户请求
handleRequest (req, res) {
let ctx = this.createContext(req, res)
this.compose(this.middlewares, ctx)
return ctx
}以上的dispatch迭代函数在很多地方都有运用，比如递归删除目录，也是koa的核心。
中间件含异步代码如何保证正确执行
返回的promise主要是为了处理中间件中含有异步代码的情况
在所有中间件执行完毕后，需要渲染页面
// 处理用户请求
handleRequest (req, res) {
let ctx = this.createContext(req, res)
res.statusCode = 404 // 默认404 当设置body再做修改
let ret = this.compose(this.middlewares, ctx)
ret.then(_ => {
if (!ctx.body) { // 没设置body
res.end(`Not Found`)
} else if (ctx.body instanceof Stream) { // 流
res.setHeader('Content-Type', 'text/html;charset=utf-8')
ctx.body.pipe(res)
} else if (typeof ctx.body === 'object') { // 对象
res.setHeader('Content-Type', 'text/josn;charset=utf-8')
res.end(JSON.stringify(ctx.body))
} else { // 字符串
res.setHeader('Content-Type', 'text/html;charset=utf-8')
res.end(ctx.body)
}
})
return ctx
}需要考虑多种情况做兼容。
解决多次调用next导致混乱问题
通过以上代码进行以下测试
执行结果将是
// 1 => 3 =>1s,logger => 4
// => 3 =>1s,logger => 4 => 2并不满足我们的预期
因为执行过程如下
在第 2 步中, 传入的 i 值为 1, 因为还是在第一个中间件函数内部, 但是 compose 内部的 index 已经是 2 了, 所以 i < 2, 所以报错了, 可知在一个中间件函数内部不允许多次调用 next 函数。
解决方法就是使用flag作为洋葱模型的记录已经运行的函数中间件的下标, 如果一个中间件里面运行两次 next, 那么 index 是会比 flag 小的。
/**
* 组合中间件
* @param {Array<Function>} middlewares
* @param {context} ctx
*/
compose (middlewares, ctx) {
let flag = -1
function dispatch (index) {
// 3）flag记录已经运行的中间件下标
// 3.1）若一个中间件调用两次next那么index会小于flag
// if (index <= flag) return Promise.reject(new Error('next() called multiple times'))
flag = index
// 2）迭代终止条件：取完中间件
// 2.1）然后返回成功的promise
if (index === middlewares.length) return Promise.resolve()
// 1）让第一个函数执行完，如果有异步的话，需要看看有没有await
// 1.1）必须返回一个promise
let middleware = middlewares[index]
return Promise.resolve(middleware(ctx, () => dispatch(index + 1)))
}
return dispatch(0)
}基于事件驱动去处理异常
如何处理在中间件中出现的异常呢？
Node是以事件驱动的，所以我们只需继承events模块即可
const Emitter = require('events')
class Koa extends Emitter{
// ...
// 处理用户请求
handleRequest (req, res) {
// ...
let ret = this.compose(this.middlewares, ctx)
ret.then(_ => {
// ...
}).catch(err => { // 处理程序异常
this.emit('error', err)
})
return ctx
}
}然后在上面做捕获异常，使用时如下就好
const Koa = require('./src/index')
let app = new Koa()
app.on('error', err => {
console.log(err)
})测试用例代码存放在仓库中，需要的自取。
总结
通过以上我们实现了一个简易的KOA，request/response.js文件还需扩展支持更多属性。
完整代码以及测试用例存放在@careteen/koa，感兴趣可前往调试。
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原始发表：2019-10-10，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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