关于前端:Node深入浅出-Koa-的洋葱模型

本文将解说 koa 的洋葱模型，咱们为什么要应用洋葱模型，以及它的原理实现。把握洋葱模型对于了解 koa 至关重要，心愿本文对你有所帮忙~

什么是洋葱模型

先来看一个 demo

const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

// 中间件 1
app.use((ctx, next) => {console.log(1);
    next();
    console.log(2);
});

// 中间件 2 
app.use((ctx, next) => {console.log(3);
    next();
    console.log(4);
});

app.listen(8000, '0.0.0.0', () => {console.log(`Server is starting`);
});

输入的后果是：

1
3
4
2

在 koa 中，中间件被 next() 办法分成了两局部。next() 办法下面局部会先执行，上面部门会在后续中间件执行全副完结之后再执行。能够通过下图直观看出：

在洋葱模型中，每一层相当于一个中间件，用来解决特定的性能，比方错误处理、Session 解决等等。其解决程序先是 next() 前申请（Request，从外层到内层）而后执行 next() 函数，最初是 next() 后响应（Response，从内层到外层），也就是说 每一个中间件都有两次解决机会。

为什么 Koa 应用洋葱模型

如果不是洋葱模型，咱们中间件依赖于其余中间件的逻辑的话，咱们要怎么解决？

比方，咱们须要晓得一个申请或者操作 db 的耗时是多少，而且想获取其余中间件的信息。在 koa 中，咱们能够应用 async await 的形式联合洋葱模型做到。

app.use(async(ctx, next) => {const start = new Date();
  await next();
  const delta = new Date() - start;
  console.log (` 申请耗时: ${delta} MS`);
  console.log('拿到上一次申请的后果：', ctx.state.baiduHTML);
})

app.use(async(ctx, next) => {
  // 解决 db 或者进行 HTTP 申请
  ctx.state.baiduHTML = await axios.get('http://baidu.com');
})

而如果没有洋葱模型，这是做不到的。

深刻 Koa 洋葱模型

咱们以文章开始时候的 demo 来剖析一下 koa 外部的实现。

const Koa = require('koa');

//Applications
const app = new Koa();

// 中间件 1
app.use((ctx, next) => {console.log(1);
  next();
  console.log(2);
});

// 中间件 2 
app.use((ctx, next) => {console.log(3);
  next();
  console.log(4);
});

app.listen(9000, '0.0.0.0', () => {console.log(`Server is starting`);
});

use 办法

use 办法就是做了一件事，保护失去 middleware 中间件数组

  use(fn) {
    // ...
    // 保护中间件数组——middleware
    this.middleware.push(fn);
    return this;
  }

listen 办法 和 callback 办法

执行 app.listen 办法的时候，其实是 Node.js 原生 http 模块 createServer 办法创立了一个服务，其回调为 callback 办法。callback 办法中就有咱们明天的重点 compose 函数，它的返回是一个 Promise 函数。

  listen(...args) {debug('listen');
    // node http 创立一个服务
    const server = http.createServer(this.callback());
    return server.listen(...args);
  }

  callback() {
    // 返回值是一个函数
    const fn = compose(this.middleware);
    const handleRequest = (req, res) => {
      // 创立 ctx 上下文环境
      const ctx = this.createContext(req, res);
      return this.handleRequest(ctx, fn);
    };
    return handleRequest;
  }

handleRequest 中会执行 compose 函数中返回的 Promise 函数并返回后果。

  handleRequest(ctx, fnMiddleware) {
    const res = ctx.res;
    res.statusCode = 404;
    const onerror = err => ctx.onerror(err);
    const handleResponse = () => respond(ctx);
    onFinished(res, onerror);
    // 执行 compose 中返回的函数，将后果返回
    return fnMiddleware(ctx).then(handleResponse).catch(onerror);
  }

koa-compose

compose 函数援用的是 koa-compose 这个库。其实现如下所示：

function compose (middleware) {
  // ...
  return function (context, next) {
    // last called middleware #
    let index = -1
    // 一开始的时候传入为 0，后续会递增
    return dispatch(0)
    function dispatch (i) {
      // 如果没有递增，则阐明执行了屡次
      if (i <= index) return Promise.reject(new Error('next() called multiple times'))
      index = i
      // 拿到以后的中间件
      let fn = middleware[i]
      if (i === middleware.length) fn = next
      // 当 fn 为空的时候，就会开始执行 next() 前面局部的代码
      if (!fn) return Promise.resolve()
      try {
        // 执行中间件，注意这两个参数，都是中间件的传参，第一个是上下文，第二个是 next 函数
        // 也就是说执行 next 的时候也就是调用 dispatch 函数的时候
        return Promise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1)));
      } catch (err) {return Promise.reject(err)
      }
    }
  }
}

代码很简略，咱们来看看具体的执行流程是怎么的：

当咱们执行第一次的时候，调用的是 dispatch(0)，这个时候 i 为 0，fn 为第一个中间件函数。并执行中间件，注意这两个参数，都是中间件的传参，第一个是上下文，第二个是 next 函数。也就是说 中间件执行 next 的时候也就是调用 dispatch 函数的时候，这就是为什么执行 next 逻辑的时候就会执行下一个中间件的起因：

return Promise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1)));

当第二、第三次执行 dispatch 的时候，跟第一次一样，别离开始执行第二、第三个中间件，执行 next() 的时候开始执行下一个中间件。

当执行到第三个中间件的时候，执行到 next() 的时候，dispatch 函数传入的参数是 3，fn 为 undefined。这个时候就会执行

if (!fn) return Promise.resolve()

这个时候就会执行第三个中间件 next() 之后的代码，而后是第二个、第一个，从而造成了洋葱模型。

其过程如下所示：

简易版 compose

典范 koa 的逻辑，咱们能够写一个简易版的 compose。不便大家的了解：

const middleware = []
let mw1 = async function (ctx, next) {console.log("next 前，第一个中间件")
    await next()
    console.log("next 后，第一个中间件")
}
let mw2 = async function (ctx, next) {console.log("next 前，第二个中间件")
    await next()
    console.log("next 后，第二个中间件")
}
let mw3 = async function (ctx, next) {console.log("第三个中间件，没有 next 了")
}

function use(mw) {middleware.push(mw);
}

function compose(middleware) {return (ctx, next) => {return dispatch(0);
    function dispatch(i) {const fn = middleware[i];
      if (!fn) return;
      return fn(ctx, dispatch.bind(null, i+1));
    }
  }
}

use(mw1);
use(mw2);
use(mw3);

const fn = compose(middleware);

fn();

总结

Koa 的洋葱模型指的是以 next() 函数为宰割点，先由外到内执行 Request 的逻辑，再由内到外执行 Response 的逻辑。通过洋葱模型，将多个中间件之间通信等变得更加可行和简略。其实现的原理并不是很简单，次要是 compose 办法。

参考

• Talk about koa’s onion model
• 如何更好地了解中间件和洋葱模型