Node KoaJs 源码解析

前言

又是一周过去了，常规学习不能断！但是选择什么主题呢？一时间不知道选什么好，于是又想起简单的 koajs 非常愉快的就选择他了 https://koajs.com/，了解一下？

他是个什么东西呢？

Koa 是一个新的 web 框架，由 Express 幕后的原班人马打造， 致力于成为 web 应用和 API 开发领域中的一个更小、更富有表现力、更健壮的基石。 通过利用 async 函数，Koa 帮你丢弃回调函数，并有力地增强错误处理。 Koa 并没有捆绑任何中间件， 而是提供了一套优雅的方法，帮助您快速而愉快地编写服务端应用程序。

hello world

首先新建一个 node 项目，其实很简单，只需要一个 package.json 文件，

{
  "name": "koa-hello",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1",
    "start": "node src/index.js"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "dependencies": {
    "koa": "^2.7.0"
  }
}

然后执行

npm i koa

代码 index.js 文件，新建一个 koa 实例，使用 app.use 写一个 async 方法，设置 ctx.body 的值就可以了。最后使用 app.listen 启动。

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

app.use(async ctx => {
    ctx.body = 'Hello World';
});

app.listen(3000);

这样的话，一个 web 服务器就搭建好了，访问 http://localhost:3000/ 就会得到 hello world 返回结果了。你可以尝试更改字段从而得到不同的返回结果。

源码解析

koa 的源码只有四个文件，不包含其他引用的话

 .
├── History.md
├── LICENSE
├── Readme.md
├── lib
│   ├── application.js
│   ├── context.js
│   ├── request.js
│   └── response.js
└── package.json

主入口可以在 package.json 的 main 中得到，是 application.js，暂时先知道 middleware 是中间接，通常一个请求过来就会依次执行中间件的方法。

构造函数

module.exports = class Application extends Emitter {
  /**
   * Initialize a new `Application`.
   *
   * @api public
   */

  constructor() {
    super();

    this.proxy = false;
    this.middleware = [];
    this.subdomainOffset = 2;
    this.env = process.env.NODE_ENV || 'development';
    this.context = Object.create(context);
    this.request = Object.create(request);
    this.response = Object.create(response);
    if (util.inspect.custom) {
      this[util.inspect.custom] = this.inspect;
    }
  }
}

app.use 其实就是添加一个中间件，我们通常使用 async 的函数，generator 被抛弃了！

use(fn) {
  if (typeof fn !== 'function') throw new TypeError('middleware must be a function!');
  if (isGeneratorFunction(fn)) {
    deprecate('Support for generators will be removed in v3. ' +
              'See the documentation for examples of how to convert old middleware ' +
              'https://github.com/koajs/koa/blob/master/docs/migration.md');
    fn = convert(fn);
  }
  debug('use %s', fn._name || fn.name || '-');
  this.middleware.push(fn);
  return this;
}

app.listen 创建一个服务器，监听 3000 端口，http.createServer 是 node 的服务器。

listen(...args) {
  debug('listen');
  const server = http.createServer(this.callback());
  return server.listen(...args);
}

callback 是提供一个函数，所有请求都会走到这个函数里面进行处理。每次请求过来都会调用这个函数，所以，我们可以看到，每次请求都会创建一个 ctx 的对象。
compose 的作用就是将所有的中间件整合成一个函数，使用 next 函数继续调用下一个函数。

callback() {
  const fn = compose(this.middleware);

  if (!this.listenerCount('error')) this.on('error', this.onerror);

  const handleRequest = (req, res) => {
    const ctx = this.createContext(req, res);
    return this.handleRequest(ctx, fn);
  };

  return handleRequest;
}

初始化 ctx 对象，这里 this.request 将会把原生的 request 参数进行解析，方便我们进行相关参数获取。

/**
 * Initialize a new context.
 *
 * @api private
 */

createContext(req, res) {
  const context = Object.create(this.context);
  const request = context.request = Object.create(this.request);
  const response = context.response = Object.create(this.response);
  context.app = request.app = response.app = this;
  context.req = request.req = response.req = req;
  context.res = request.res = response.res = res;
  request.ctx = response.ctx = context;
  request.response = response;
  response.request = request;
  context.originalUrl = request.originalUrl = req.url;
  context.state = {};
  return context;
}

比如我们之后就可以使用
** ctx.query.key ** 来获取 http://localhost:3000?key=value，为什么可以使用 ctx.query 又可以获取参数呢，这个要靠 Object.create 的本事了，它相当于创造了一个对象，继承了原来的对象，而 this.request 有 query 的参数，而最为重要的是 this.context = Object.create(context); context 委托（使用了 Delegator）了这些 request 的相关属性和方法。【第一次体会到 js 委托，以前知识听说不知道是啥】

/**
 * Request delegation.
 */

delegate(proto, 'request')
  .access('method')
  .access('query')
  .access('path')
  .access('url')
  ....... // 省略

handleRequest 请求处理，fnMiddleware 就是所有的中间件，

handleRequest(ctx, fnMiddleware) {
  const res = ctx.res;
  res.statusCode = 404;
  const onerror = err => ctx.onerror(err);
  const handleResponse = () => respond(ctx);
  onFinished(res, onerror);
  return fnMiddleware(ctx).then(handleResponse).catch(onerror);
}

调用完中间件以后，就执行 handleResponse 将数据返回，返回数据也就是将 ctx.body 拿出来，使用 response.end 返回数据，返回时，会对数据进行处理，在最后面可以体会到～

/**
 * Response helper.
 */

function respond(ctx) {
  // allow bypassing koa
  if (false === ctx.respond) return;

  if (!ctx.writable) return;

  const res = ctx.res;
  let body = ctx.body;
  const code = ctx.status;

  // ignore body
  if (statuses.empty[code]) {
    // strip headers
    ctx.body = null;
    return res.end();
  }

  if ('HEAD' == ctx.method) {
    if (!res.headersSent && isJSON(body)) {
      ctx.length = Buffer.byteLength(JSON.stringify(body));
    }
    return res.end();
  }

  // status body
  if (null == body) {
    if (ctx.req.httpVersionMajor >= 2) {
      body = String(code);
    } else {
      body = ctx.message || String(code);
    }
    if (!res.headersSent) {
      ctx.type = 'text';
      ctx.length = Buffer.byteLength(body);
    }
    return res.end(body);
  }

  // responses
  if (Buffer.isBuffer(body)) return res.end(body);
  if ('string' == typeof body) return res.end(body);
  if (body instanceof Stream) return body.pipe(res);

  // body: json
  body = JSON.stringify(body);
  if (!res.headersSent) {
    ctx.length = Buffer.byteLength(body);
  }
  res.end(body);
}

到这里，基本的请求已经清楚了～～

End

再来看一眼最简单的 http server 代码，对比一下，比 koa 代码的 hello world 相比并没有多复杂

var http = require('http');
http.createServer(function (req, res) {
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  res.write('Hello World!');
  res.end();
}).listen(8080);

但是，获取参数，使用路由等等插件，koa 生态做了很多，非常方便，快来体验吧！