前言
Middleware（中间件）本意是指位于服务器的操作系统之上，治理计算资源和网络通信的一种通用独立的系统软件服务程序。分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。而在大前端畛域，Middleware 的含意则简略得多，个别指提供通用独立性能的数据处理函数。典型的 Middleware 包含日志记录、数据叠加和错误处理等。本文将横向比照大前端畛域内各大框架的 Middleware 应用场景和实现原理，包含Express, Koa, Redux和Axios。
大前端畛域的Middleware
这里说的大前端畛域天然就包含了服务器端和客户端了。最早提出 Middleware 概念的是Express, 随后由原班人马打造的Koa岂但沿用了 Middleware 的架构设计，还更加彻底的把本人定义为中间件框架。
Expressive HTTP middleware framework for node.js
在客户端畛域，Redux也引入了 Middleware 的概念，不便独立性能的函数对 Action 进行解决。Axios尽管没有中间件，但其拦截器的用法却跟中间件十分相似，也顺便拉进来一起比拟。上面的表格横向比拟了几个框架的中间件或类中间件的应用形式。
| 框架 | use注册 | next调度 | compose编排 | 解决对象 |
|---|---|---|---|---|
| Express | Y | Y | N | req & res |
| Koa | Y | Y | Y | ctx |
| Redux | N | Y | Y | action |
| Axios | Y | N | N | config/data |
上面咱们一起来拆解这些框架的外部实现形式。
Express
用法
app.use(function logMethod(req, res, next) { console.log('Request Type:', req.method) next()})Express的 Middleware 有多种层级的注册形式，在此以利用层级的中间件为例子。这里看到 2 个关键字，use和next。Express通过use注册，next触发下一中间件执行的形式，奠定了中间件架构的规范用法。
原理
原理局部会对源码做极其的精简，只保留外围。
Middleware 注册（use）
var stack = [];function use(fn) { stack.push(fn);}Middleware 调度（next）
function handle(req, res) { var idx = 0; next(); function next() { var fn = stack[idx++]; fn(req, res, next) }}当申请达到的时候，会触发handle办法。接着next函数从队列中程序取出 Middleware 并执行。
Koa
用法
app.use(async (ctx, next) => { const start = Date.now(); await next(); const ms = Date.now() - start; console.log(`${ctx.method} ${ctx.url} - ${ms}ms`);});跟Express相比，Koa的 Middleware 注册跟路由无关，所有的申请都会通过注册的中间件。同时Koa与生俱来反对async/await异步编程模式，代码格调更加简洁。至于洋葱模型什么的大家都分明，就不废话了。
原理
Middleware 注册（use）
var middleware = [];function use(fn) { middleware.push(fn);}Middleware 编排（koa-compose）
function compose (middleware) { returnfunction (context, next) { let index = -1 return dispatch(0) function dispatch (i) { index = i let fn = middleware[i] // middleware执行完的后续操作，联合koa的源码，这里的next=undefined if (i === middleware.length) fn = next if (!fn) returnPromise.resolve() try { returnPromise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1))); } catch (err) { returnPromise.reject(err) } } }}跟Express相似，Koa的 Middleware 也是程序执行的，通过dispatch函数来管制。代码的编写模式也很像：调用dispatch/next -> 定义dispatch/next -> dispatch/next作为回调递归调用。这里有个中央要留神下，对于 Middleware 来说，它们的await next()实际上就是await dispatch(i)。当执行到最初一个 Middleware 的时候，会触发条件if (i === middleware.length) fn = next，这里的next是undefined，会触发条if (!fn) return Promise.resolve()，继续执行最初一个 Middleware await next()前面的代码，也是洋葱模型由内往外执行的工夫点。
Redux
Redux是我所知的第一个将 Middleware 概念利用到客户端的前端框架，它的源码处处体现出函数式编程的思维，让人眼前一亮。
用法
const logger = store =>next =>action => { console.info('dispatching', action) let result = next(action) console.log('next state', store.getState()) return result}const crashReporter = store =>next =>action => { try { return next(action) } catch (err) { console.error('Caught an exception!', err) }}const store = createStore(appReducer, applyMiddleware(logger, crashReporter))Redux中间件的参数做过柯里化，store是applyMiddleware外部传进来的，next是compose后传进来的，action是dispatch传进来的。这里的设计的确非常奇妙，上面咱们联合源码来进行剖析。
原理
Middleware 编排（applyMiddleware）
export default function applyMiddleware(...middlewares) { return(createStore) =>(reducer, preloadedState) => { const store = createStore(reducer, preloadedState) let dispatch = store.dispatch let chain = [] const middlewareAPI = { getState: store.getState, dispatch: (action) => dispatch(action) } // 先执行一遍middleware，把第一个参数store传进去 chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI)) // 传入原始的dispatch dispatch = compose(...chain)(store.dispatch) return { ...store, dispatch } }}这里compose的返回值又从新赋值给dispatch，阐明咱们在利用内调用的dispatch并不是store自带的，而是通过 Middleware 解决的升级版。
Middleware 编排（compose）
function compose (...funcs) { if (funcs.length === 0) { returnarg => arg } if (funcs.length === 1) { return funcs[0] } return funcs.reduce((a, b) =>(...args) => a(b(...args)))}compose的外围代码只有一行，像套娃一样的将 Middleware 一层一层的套起来，最底层的args就是store.dispatch。
Axios
Axios中没有 Middleware 的概念，但却有相似性能的拦截器(interceptors)，实质上都是在数据处理链路的 2 点之间，提供独立的、配置化的、可叠加的额定性能。
用法
// 申请拦截器axios.interceptors.request.use(function (config) { config.headers.token = 'added by interceptor'; return config;});// 响应拦截器axios.interceptors.response.use(function (data) { data.data = data.data + ' - modified by interceptor'; return data;});Axios的 interceptors 分申请和响应 2 种，注册后会主动按注册的程序执行，无需像其余框架一样要手动调用next()。
原理
interceptors 注册（use）
function Axios(instanceConfig) { this.defaults = instanceConfig; this.interceptors = { request: new InterceptorManager(), response: new InterceptorManager() };}function InterceptorManager() { this.handlers = [];}InterceptorManager.prototype.use = function use(fulfilled, rejected) { this.handlers.push({ fulfilled: fulfilled, rejected: rejected }); returnthis.handlers.length - 1;};能够看到Axios外部会保护 2 个 interceptors，它们有独立的 handlers 数组。use就是往数组增加元素而已，跟其它框架不同的是这里的数组元素不是一个函数，而是一个对象，蕴含fulfilled和rejected 2 个属性。第二个参数不传的时候rejected就是 undefined。
工作编排
// 精简后的代码Axios.prototype.request = function request(config) { config = mergeConfig(this.defaults, config); // 成对的增加元素 var requestInterceptorChain = []; this.interceptors.request.forEach(function unshiftRequestInterceptors(interceptor) { requestInterceptorChain.unshift(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected); }); var responseInterceptorChain = []; this.interceptors.response.forEach(function pushResponseInterceptors(interceptor) { responseInterceptorChain.push(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected); }); var chain = [dispatchRequest, undefined]; Array.prototype.unshift.apply(chain, requestInterceptorChain); chain.concat(responseInterceptorChain); promise = Promise.resolve(config); while (chain.length) { promise = promise.then(chain.shift(), chain.shift()); } return promise;}这里通过 promise 的链式调用，将 interceptors 串联了起来，执行程序是：requestInterceptorChain -> chain -> responseInterceptorChain。这里有一个默认的约定，chain 里的元素都是依照[fulfilled1, rejected1, fulfilled2, rejected2]这种模式排列的，所以注册 interceptors 的时候如果没有提供第二个参数，也会有一个默认值 undefined。
各框架的横向比照
看了各大框架的 Middleware 实现形式之后，咱们能够总结出以下几个特点：
- Middleware 机制既能够用于服务器端也能够用于客户端
- Middleware 机制实质上是向框架使用者凋谢数据处理链路上的一个或多个点，加强框架的数据处理能力
- 绝大多数的 Middleware 都是不依赖于具体业务的可复用的性能
- 多个 Middleware 能够组合起来实现简单性能
咱们再来总结一下各大框架中间件零碎实现形式的精华：
| 框架 | 实现形式 |
|---|---|
| Express | 递归调用next |
| Koa | 递归调用dispatch |
| Redux | Array.reduce 实现函数嵌套 |
| Axios | promise.then 链式调用 |
这外面最精妙也是最难了解的就是Array.reduce这种模式，须要重复的斟酌。promise.then链式调用的工作编排办法也非常奇妙，后面解决完的数据会主动传给下一个then。递归调用的模式则最好了解，Koa在Express实现的根底上人造反对异步调用，更合乎服务器端场景。
总结
本文从应用形式动手，联合源码解说了各大前端框架中 Middleware 的实现形式，横向比照了他们之间的异同。当中的递归调用、函数嵌套和 promise 链式调用的技巧十分值得咱们借鉴学习。