深入分析koa中间件过程控制

前言

Koa被认为是第二代web后端开发框架。与上一代express相比，它最大的特点无疑是解决了回调金字塔的问题，使得异步编写更加简洁。在使用koa的过程中，我一直很好奇koa的内部实现机制。最近终于有时间深入学习koa的一些原理了，在这里我会写一系列的文章来记录我的学习经验和体会。

在我看来，koa的核心功能就是大家熟知的co，koa基于这个功能实现异步回调同步和中间件进程控制。当然，我不会在本文中分析co源代码。我打算在整个系列文章中一步步讲解如何实现koa中间件的进程控制原理和koa的异步回调同步编写原理。最后，在了解这些的基础上，我将实现一个类似于CO的简单功能。

本文首先只谈koa的中间件过程控制原理。

1.koa中间件执行过程

官网上有一个关于如何执行koa中间件的非常经典的例子。如果你有兴趣，可以看一下，不过在这里，我想稍微修改一下比较简单：

var KOA=require(' KOA ')；var app=KOA()；app . use(function *(next){ console . log(' begin middleware 1 ')；接下来屈服；console.log('end中间件1 ')；});app . use(function *(next){ console . log(' begin middleware 2 ')；接下来屈服；console.log('end中间件2 ')；});app . use(function *){ console . log('中间件3 ')；});app . listen(3000)；运行此示例，然后使用curl工具运行：

curl http://localhost:3000

如您所见，运行后，它将输出：

BeginMiddleware 1 BeginMiddleware 2中间件3 End中间件2 End中间件1这个例子形象地代表了koa的中间件执行机制，可以用下面的洋葱模型来描述：

通过这个执行过程，开发人员可以轻松地开发一些中间件，并将其集成到实际的业务流程中。那么，这个过程是如何实现和控制的呢？

2.韩国航空公司的发电机和作曲

简单来说，洋葱模型的执行过程是由es6中的生成器实现的。不熟悉发电机的同学可以看看它的特点。其中之一就是生成器函数可以像断点一样跳出某个地方，然后再回来继续执行。以下示例可以说明这一特性：

var gen=function *(console . log(' begin！');//yield语句，跳出这里，将控制权交给另一个func函数。产生另一种功能；//执行console.log('end！')下次回来时从这里开始)；} var other func(){ console . log('这是另一个函数！');} var g=gen()；var other=g . next()；//“开始！”another是一个对象，其中value成员是返回的otherfunc函数other . value()；//“这是另一个函数！”g . next()；//“结束！”；从这个简单的例子中，我们可以看到洋葱模型最基本的雏形，即yield前后的语句先执行后执行，yield中间的代码在中心执行。

现在想象一下，如果收益率后面的函数本身就是一个生成器，会发生什么？事实上，它是上述示例的扩展：

var gen 1=function *(console . log(' begin！');产量G2；console.log('end！');} var gen 2=function *(console . log(' begin 2 ')；产生另一种功能；console . log(' end 2 ')；} var other func(){ console . log('这是另一个函数！');} var g=gen()；var G2=gen 2()；var other 1=g . next()；//“开始！”；var other 2=other 1 . value . next()；//“begin 2”；other 2 . value()；//“这是另一个函数！”；other 1 . value . next()；//“end 2”；g . next()；//“结束！”；可以看到，上面的例子基本都用上了，加了一个嵌套。原理是一样的。

在koa中，每个中间件生成器都有一个下一个参数。在我们的例子中，g2可以看作是G函数的下一个参数。事实上，koa也是这么做的。使用app.use()挂载所有中间件后，koa有一个koa-compose模块，用于串联所有生成器中间件，基本上是将下一个生成器分配给前一个生成器的下一个参数。koa-compose的源代码非常简单和简短，下面是我自己实现的一个：

函数组合(middlewares返回函数(next){ var I=middleware . length；var next=function *(1){ }()；while(I-){ next=middle ware[I]。打电话(这个，下一个)；}下一步返回；}}用自己写的compose来转换上面的例子，更接近koa形式：

函数组合(middlewares返回函数(next){ var I=middleware . length；var next=function *(1){ }()；while(I-){ next=middle ware[I]。打电话(这个，下一个)；}下一步返回；} } var gen 1=function *(next){ console . log(' begin！');接下来屈服；console.log('end！');} var gen 2=function *(next){ console . log(' begin 2 ')；接下来屈服；console . log(' end 2 ')；} var gen 3=function *(next){ console . log('这是另一个函数！');}var bundle=compose([gen1，gen2，gen 3])；var g=bundle()；var other 1=g . next()；//“开始！”；var other 2=other 1 . value . next()；//“begin 2”；other 2 . value . next()；//“这是另一个函数！”；other 1 . value . next()；//“end 2”；g . next()；//“结束！”；最近怎么样？有没有koa中间件写作的感觉？但目前，我们仍在一步步手动执行我们的洋葱模型。我们可以写一个函数来自动执行我们的洋葱模型吗？

3.让洋葱模型自动运行：运行函数的编写

在上面的例子中，我们可以在最终代码中看到一个规则。基本上，外层生成器调用next方法将控制权交给内层，内层继续调用next将方法交给内层。整个过程可以用嵌套函数来编写。话不多说，直接打码：

函数run(gen){ var g；if(type of gen . next==' function '){ g=gen；} else { g=gen()；} function next(){ var tmp=g . next()；//如果tmp.done为真，则证明生成器执行完毕，返回。if(tmp . done){ return；} else if(type of g . next==' function '){ run(tmp . value)；next()；} } next()；}函数compose(middleware){ return function(next){ var I=middleware . length；var next=function *(1){ }()；while(I-){ next=middle ware[I]。打电话(这个，下一个)；}下一步返回；} } var gen 1=function *(next){ console . log(' begin！');接下来屈服；console.log('end！');} var gen 2=function *(next){ console . log(' begin 2 ')；接下来屈服；console . log(' end 2 ')；} var gen 3=function *(next){ console . log('这是另一个函数！');}var bundle=compose([gen1，gen2，gen 3])；运行(捆绑)；Run函数接受一个生成器，它的内部执行实际上是我们前面例子的简化，用递归的方法执行。运行这个例子，我们可以看到结果与我们前面的例子相同。

到目前为止，我们已经基本解释了koa中的中间件洋葱模型是如何自动执行的。事实上，在koa中使用的co的部分功能是实现这里编写的run函数的功能。

值得注意的是，本文只重点分析了中间件执行过程的实现，暂时没有考虑异步回调同步原理。在下一篇文章中，我将继续探讨koa中异步回调同步编写的机制。

本文的代码可以在github:https://github.com/mly-zju/async-js-demo,上找到，其中的文件process_control.js就是本文的案例源代码。

以上就是本文的全部内容。希望对大家的学习有帮助，支持我们。