koa中间件源码解析

2021/07/06

中间件是koa的核心,koa的中间件机制是一个剥洋葱式的模型,多个中间件通过use放进一个数组队列然后从外层开始执行,遇到next后进入队列中的下一个中间件,所有中间件执行完后开始回帧,执行队列中之前中间件中未执行的代码部分。

源码

koa在koa-compose中实现了中间件部分,

function compose(middleware) {
  // compose首先会对middleware进行参数检验,middleware必须是一个函数数组,

  if (!Array.isArray(middleware)) {
    throw new TypeError('Middleware stack must be an array!');
  }
  for (const fn of middleware) {
    if (typeof fn !== 'function') {
      throw new TypeError('Middleware must be composed of functions!');
    }
  }

  /**
   * @param {object} context
   * @return {Promise}
   * @api public
   */

  return function (context, next) {
    // last called middleware #
    let index = -1;
    return dispatch(0);
    async function dispatch(i) {
      // 多次调用next函数会导致1 <= index
      if (i <= index) {
        return Promise.reject(new Error('next() called multiple times'));
      }
      index = i;
      let fn = middleware[i];
      if (i === middleware.length) {
        fn = next;
      }
      if (!fn) {
        return Promise.resolve();
      }
      try {
        // dispatch.bind 是为了注入参数,我们只需调用next即可
        return Promise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1)));
      } catch (err) {
        return Promise.reject(err);
      }
    }
  };
}

解析

compose函数解析

执行compose函数会返回一个函数,该函数有两个参数,context, next,

dispatch函数解析

dispatch函数初看有些复杂,其实主要代码是以下两行

    let fn = middleware[i]
    fn(context, dispatch.bind(null, i + 1)));

dispatch函数作用就是执行第i个中间件,并把dispatch(i+1)作为next参数传给第i个中间件 首次会开始执行参数为i为0的dispatch函数,此时fn为中间件数组的第一个函数,该函数会有两个参数,第一个为context,第二个为dispatch(2); 所以执行第1个中间件时的如果调用了next参数相当于在执行第二个中间件,依此类推,

测试compose函数

注意如果想要中间件next函数后面的内容要在后一个中间件执行结束后执行,disctxtch函数及中间件函数必须是async函数,中间件函数调用next函数时需要添加await,入下:

async function timeout(sec) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve();
    }, sec);
  });
}
async function t1(ctx, next) {
  console.log('t1:', ctx);
  await next();
  console.log('t1!');
}
async function t2(ctx, next) {
  console.log('t2:', ctx);
  timeout(1000);
  await next();
  console.log('t2!');
}
async function t3(ctx, next) {
  console.log('t3:', ctx);
  await next();
  console.log('t3!');
}

const middleware = [t1, t2, t3];
const tt = compose(middleware);
tt('chen', (ctx) => {
  console.log('tt', ctx);
});

// 输出

// t1: chen
// t2: chen
/// / wait 1 秒
// t3: chen
// tt chen
// t3!
// t2!
// t1!

其他

源码中compose函数会返回第一个中间件的结果,一般情况下我们如果不需要这个结果,dispatch是不需要返回参数的,所以compose函数可以简化成这样

function compose(middleware) {
  return function (context, next) {
    // last called middleware #
    let index = -1;
    return disctxtch(0);

    async function disctxtch(i) {
      if (i <= index) {
        throw 'next() called multiple times';
      }
      index = i;
      let fn = middleware[i];
      if (i === middleware.length) {
        fn = next;
      }
      if (!fn) {
        return;
      }
      try {
        fn(context, disctxtch.bind(null, i + 1));
      } catch (err) {
        throw err;
      }
    }
  };
}

compose函数不用递归调用的写法

    /**
     * 中间件合并方法,将中间件数组合并为一个中间件
     * createNext函数的作用就是将上一个中间件的next当做参数传给下一个中间件,并且将上下文ctx绑定当前中间件,当中间件执行完,调用next()的时候,其实就是去执行下一个中间件。
     * next的作用是停止运行当前中间件,将控制权交给下一个中间件,执行下一个中间件的next()之前的代码,当下一个中间件运行的代码遇到了next(),又会将代码执行权交给下下个中间件,当执行到最后一个中间件的时候,控制权发生反转,开始回头去执行之前所有中间件中剩下未执行的代码
     * @return {Function}
     */
    compose() {
        // 将middlewares合并为一个函数,该函数接收一个ctx对象
        return async ctx => {

            function createNext(middleware, oldNext) {
                return async () => {
                    await middleware(ctx, oldNext);
                }
            }

            let len = this.middlewares.length;
            let next = async () => {
                return Promise.resolve();
            };
            for (let i = len - 1; i >= 0; i--) {
                let currentMiddleware = this.middlewares[i];
                next = createNext(currentMiddleware, next.bind(null,ctx));
            }

            await next();
        };
    }