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node中介軟體主要是指封裝http請求細節處理的方法，其本質上就是在進入具體的業務處理之前，先讓特定過濾器處理；對於Web應用而言，引入Node中介軟體可以簡化和封裝一些基礎邏輯處理細節。

本教學操作環境：Windows10系統、node v12.21.0版、Dell G3電腦。

什麼是node中介軟體？

深入淺出nodejs中介軟體原理

前言

中介軟體是介於應用系統和系統軟體之間的一類軟體，它使用系統軟體所提供的基礎服務（功能），銜接網路上應用系統的各個部分或不同的應用，能夠達到資源共用、功能共用的目的。

在NodeJS中，中介軟體主要是指封裝http請求細節處理的方法。我們都知道在http請求中往往會涉及很多動作, 如下: IP篩選 查詢字串傳遞 請求體解析 cookie資訊處理 許可權校驗 紀錄檔記錄 對談管理中介軟體(session) gzip壓縮中介軟體(如compress) * 錯誤處理

當然還有很多自定義的處理動作. 對於Web應用而言，我們並不希望瞭解每一個細節性的處理工作，而是希望能夠把主要精力集中在業務的開發上，以達到提升開發效率的目的, 所以引入了Node中介軟體來簡化和封裝這些基礎邏輯處理細節.

node中介軟體本質上就是在進入具體的業務處理之前，先讓特定過濾器處理。如下圖所示:

我們目前看到的主流nodejs框架, 比如connect, koa, express, egg, nest等, 都離不開中介軟體的設計概念, 所以為了能讓大家更深入的窺探nodejs世界, 我們就非常有比較研究中介軟體的實現原理.

正文

在瞭解node中介軟體的概念之後, 我們就來手動實現一下中介軟體, 最後我們會簡單分析一下koa中中介軟體的實現思路. 文章大綱如下: node中介軟體核心原理實現 koa中間鍵實現方式 * 利用koa中介軟體機制實現一個自己的koa中介軟體

node中介軟體核心原理實現

由上文介紹可知中介軟體是從http請求開始到響應結束過程中的處理邏輯，通常需要對請求和響應進行處理. 我們在實現node中介軟體模式時還需要考慮的一個問題就是多中介軟體共存的問題, 我們要思考如何將多箇中介軟體的執行自動化, 不然在請求到響應的過程中只會執行最開始的中介軟體, 所以我們基本的中介軟體形式如下:

const middleware = (req, res, next) => {
  // 請求處理邏輯  next()}登入後複製

接下來我們先寫個簡單的案例來看看中介軟體是如何實現的.

// 定義幾個中間間函數const m1 = (req, res, next) => {
  console.log('m1 run')
  next()}const m2 = (req, res, next) => {
  console.log('m2 run')
  next()}const m3 = (req, res, next) => {
  console.log('m3 run')
  next()}// 中介軟體集合const middlewares = [m1, m2, m3]function useApp (req, res) {
  const next = () => {
    // 獲取第一個中介軟體    const middleware = middlewares.shift()
    if (middleware) {
      middleware(req, res, next)
    }
  }
  next()}// 第一次請求流進入useApp()登入後複製

由以上程式碼我們就不難發現next的作用了, 也就是實現自動呼叫中介軟體鏈的關鍵引數. 列印結果如下:

m1 runm2 runm3 run登入後複製

以上即實現了基本中介軟體的執行模式, 但是我們還需要考慮非同步的問題, 如果中介軟體還依賴第三發模組或者api的支援, 比如驗證, 識別等服務, 我們需要在該非同步中介軟體的回撥裡執行next, 才能保證正常的呼叫執行順序, 如下程式碼所示:

const m2 = (req, res, next) => {
  fetch('/xxxxx').then(res => {
    next()
  })}登入後複製

還有一種中介軟體場景, 比如說紀錄檔中介軟體, 請求監控中介軟體, 它們會在業務處理前和處理後都會執行相關邏輯, 這個時候就要求我們需要能對next函數進行二次處理, 我們可以將next的返回值包裝成promise, 使得其在業務處理完成之後通過then回撥來繼續處理中介軟體邏輯. 如下所示:

function useApp (req, res) {
  const next = () => {
    const middleware = middlewares.shift()
    if (middleware) {
      // 將返回值包裝為Promise物件      return Promise.resolve(middleware(req, res, next))
    }else {
      return Promise.resolve("end")
    }
  }
  next()}登入後複製

此時我們就能使用如下方式呼叫了:

const m1 = (req, res, next) => {
  console.log('m1 start')
  return next().then(() => {
    console.log('m1 end')
  })}登入後複製

以上我們就實現了一個基本可以的中介軟體設計模式, 當然我們也可以用async和await實現, 寫法會更優雅和簡單. 筆者這裡上一份簡單的例子:

const m1 = async (req, res, next) => {
    // something...    let result = await next();
  }

  const m2 = async (req, res, next) => {
    // something...    let result = await next();
  }
  const m3 = async (req, res, next) => {
    // something...    let result = await next();
    return result;
  }const middlewares = [m1, m2, m3];function useApp (req, res) {
    const next = () => {
      const middleware = middlewares.shift()
      if (middleware) {
        return Promise.resolve(middleware(req, res, next))
      }else {
        return Promise.resolve("end")
      }
    }
    next()
  }// 啟動中介軟體useApp()登入後複製

在koa2框架中, 中介軟體的實現方式也是將next()方法返回值封裝為Promise物件，實現了其提出的洋蔥圈模型，如下圖所示:

koa中介軟體實現方式

koa2框架的中介軟體實現原理很優雅，筆者覺得很必要研究一下, 這裡展示一下其核心思路:

function compose (middleware) {
  // 提前判斷中介軟體型別,防止後續錯誤  if (!Array.isArray(middleware)) throw new TypeError('Middleware stack must be an array!')
  for (const fn of middleware) {
    // 中介軟體必須為函數型別    if (typeof fn !== 'function') throw new TypeError('Middleware must be composed of functions!')
  }
  return function (context, next) {
    // 採用閉包將索引快取,來實現呼叫計數    let index = -1
    return dispatch(0)
    function dispatch (i) {
      // 防止next()方法重複呼叫      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 {
        // 包裝next()返回值為Promise物件        return Promise.resolve(fn(context, dispatch.bind(null, i + 1)));
      } catch (err) {
        // 例外處理        return Promise.reject(err)
      }
    }
  }}登入後複製

利用koa中介軟體機制實現一個自己的koa中介軟體

學習了中介軟體的設計機制和原理, 我們是不是想馬上寫一箇中介軟體呢? 筆者這裡給大家舉一個例子. 在H5-Dooring專案的伺服器端程式碼中, 我們需要對使用者登入許可權進行分發, 此時我們提供統一箇中介軟體來處理, 如下程式碼所示:

// 模擬資料庫操作const token = db.user();// router或者koa的中介軟體一定要用await處理next，否則將不能正常響應資料export default async (ctx, next) => {
  const t = ctx.request.header.authorization
  let uid = ctx.request.header['x-requested-with']
  let uidArr = uid.split(',')
  if(uidArr.length > 1) {
      uid = uidArr.pop().trim()
  }
    if(token[uid] && token[uid][1] === t) {
        await next()
    }else {
        ctx.status = 403;
        ctx.body = {
            state: 403,
            msg: '你沒有許可權操作'
        }
    }  }登入後複製

以上程式碼即實現使用者登入態處理, 如果使用者在沒有登入的情況下防問任何需要登入的介面, 都將返回許可權不足或則在請求庫中讓其重定向到登入頁面.

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