nodejs 实践：express 最佳实践(三) express 解析
nodejs 发展很快，从 npm 上面的包托管数量就可以看出来。不过从另一方面来看，也是反映了 nodejs 的基础不稳固，需要开发者创造大量的*来解决现实的问题。
知其然，并知其所以然这是程序员的天性。所以把常用的模块拿出来看看，看看高手怎么写的，学习其想法，让自己的技术能更近一步。
引言
前面一篇文章都已经研究过 express 3.x 中的核心框架 connect 的代码，这一阵来看看 express 3.x 和 express 4.x 的核心代码是怎样，特别关注两个部分：
- express 3.x 中 connect 的使用。
- express 4.x 中 的流程
解析
要使用 express 首先要明白几个概念：
- application (3.x)
- subApplication (3.x)
- router (3.x)
- middleware (3.x)
- route (3.x)
- layer (4.x)
首先 application 就是指的一个 express 实例，这个实例可以有自己环境变量等，而 subApplication 是指的 application 下面又会嵌套 一个 express 实例对像。
每一个 application 中都只有一个 router 路由对像，这个对像管理这个 application 下面有所有的 subApplication, middleware 和 route.
subApplication 不说了， middleware 的表现形式在 express 中有三种: fn(req, res, next)，fn(err, req, res, next), fn(req, res)。
第一种是正常的中间件：你对数据进行处理，然后调用 next 调用下一个中间件。
而第二种是错识中间件： 你出错口才调用它，而且必须是 四个参数，不能多也不能少。
第三种也是对数据进行处理，但是没有 next 说明数据到里结束。
route 就指的某个具体的路由，就是比如：get, post, delete, put, all等方法，这类方法能新建一个路由的对像。
layer 是 4.x 新出来的概念，这个也简单，就是方法的执行体。所谓的执行体，在 3.x中， subApplication 调用 handle, route调用 handle， middleware 调用自己，而在 4.x 中，这些都变成了 layer ，统一起来了。 请求来了， 就遍历 layer 看看哪个 layer匹配了路由，然后执行 layer.handle_request 方法。
上面说了这么多就是说 一个 application 就是由 subApplication, middleware, route 组成的， 这些才是真正的有执行体的地方， 下面说下， 这几个部分怎样加入到一个 application 中去的。
subApplication 加到入到 application 一般是调用 use 方法:
var userCenterApp = express()
var app = express()
app.use('/user', userCenterApp);
// app.use(subApplication);
在上面代码中， /user 是指的 子应用的 挂载点，可以理解成，这个子应用的所有的方法，都是在 /user 这个 url 之下执行的。
如果没有第一个参数， 那是个子应用的挂载点默认是 / 可以理解成根应用。
这其中，当子应用挂载成功到父应用上时，子应用会发出一个 mount 事件，express 会在默认情况下，把父应用的 settings, engines 等设置都拷过来。
this.on('mount', function onmount(parent) {
// inherit trust proxy
if (this.settings[trustProxyDefaultSymbol] === true
&& typeof parent.settings['trust proxy fn'] === 'function') {
delete this.settings['trust proxy'];
delete this.settings['trust proxy fn'];
}
// inherit protos
// 复制属性到 子 express 的 request 和 response 中去
setPrototypeOf(this.request, parent.request)
setPrototypeOf(this.response, parent.response)
setPrototypeOf(this.engines, parent.engines)
setPrototypeOf(this.settings, parent.settings)
});
如果你需要子应用与父应用有不同的设置，可以监听这个事件，可以这样做:
var subApp = express();
subApp.on('mount', function(parent) {
// dosomething
delete parent.locals.settings; // 不继承父 App 的设置
Object.assign(app.locals, parent.locals);
})
通常我们都不对 subApplication 进行设置，直接把父级 locals 变量直接合并过来。
middleWare 加入到 application 中也是使用 use 方法：
var app = express();
app.use(function(req, res, next) {
//正常使用
})
app.use(function(next, req, res, next) {
//错误处理
})
app.use(function(req, res) {
// 到此为止
})
app.use('/user', function(req, res, next) {
//针对 /user 下的所有请求都调用此处方法
})
一般来说 错误处理中间件都会放在所有的中间件的最后面，这会有两个处理中间件，一个是针对客户端不可知路由，一个是针对服务器错误。
app.all('*', function clientError(req, res, next) {
res.rend('404');
})
app.use(function serverError(err, req, res, next) {
res.rend('404);
})
router 加入到 application 中也是使用 use 方法:
var router = express.Router()
var app = express();
router.get('/app', fn);
app.use(router); // 挂载到 根目录 / 下
app.use('/user', router); // 挂载到 /user 下
route 加入到 application 中有两种方法：app, router
// 通过 app 使用
// 这样使用
app.get('/user', fn1, fn2)
app.post('/user', fn3, fn4)
app.delet('/user', fn5, fn6)
// 也可以这样使用
var route = app.route('/user');
route.get(fn1, fn2)
.post(fn3, fn4)
.delete(fn5, fn6)
在 router 中，也可以这样使用:
var router = express.Router()
router.get('/user', fn1, fn2)
router.post('/user', fn3, fn4)
// 另一种写法
var route = router.route('/user')
route.get(fn1, fn2)
.post(fn3, fn4)
前面 route 中的 fn*,其实也是中间件，遵守中间件的使用方法。
而 express 中核心的路由循环，就在 _router.handle 中，如下：
proto.handle = function handle(req, res, out) {
var self = this;
// some thing
next();
function next(err) {
var layer;
var match;
var route;
// 在这里每次请求会遍历所有下一个路由，直到 match 成功后，会跳出循环
while (match !== true && idx < stack.length) {
layer = stack[idx++];
match = matchLayer(layer, path); // 这是核心方法
route = layer.route;
if (typeof match !== 'boolean') {
// hold on to layerError
layerError = layerError || match;
}
if (match !== true) {
continue;
}
// 没有route 的 layer， 会匹配 match === true, 然后再下面再执行
if (!route) {
// process non-route handlers normally
continue;
}
if (layerError) {
// routes do not match with a pending error
match = false;
continue;
}
var method = req.method
// 如果有路由，则看看有没有该方法如 get post 方法。
var has_method = route._handles_method(method);
// build up automatic options response
if (!has_method && method === 'OPTIONS') {
appendMethods(options, route._options());
}
// don't even bother matching route
if (!has_method && method !== 'HEAD') {
match = false;
continue;
}
}
// no match
if (match !== true) {
return done(layerError);
}
// store route for dispatch on change
if (route) {
req.route = route;
}
// this should be done for the layer
self.process_params(layer, paramcalled, req, res, function (err) {
if (err) {
return next(layerError || err);
}
if (route) {
return layer.handle_request(req, res, next);
}
// 移除多余的匹配
trim_prefix(layer, layerError, layerPath, path);
});
}
function trim_prefix(layer, layerError, layerPath, path) {
// somenthing
if (layerError) {
layer.handle_error(layerError, req, res, next);
} else {
layer.handle_request(req, res, next);
}
}
流程就在，是否匹配路由，是否route中有方法，然后执行相应的方法上面。
调用流程： app() ===> app.handle ===> this._router.handle ===> if layer.match(path) ==> layer.handle_request
而 app.use 方法就是调用 _router.use 方法：
// app.use
fns.forEach(function (fn) {
// non-express app
if (!fn || !fn.handle || !fn.set) { // 如果只是一个函数，直接加入到 route 中
return router.use(path, fn);
}
// 下面针对的是一个子 express 的应用，就是指有 handle 的应用
debug('.use app under %s', path);
fn.mountpath = path;
fn.parent = this;
// restore .app property on req and res
router.use(path, function mounted_app(req, res, next) { //对所有的第三方的请求进行处理
var orig = req.app;
fn.handle(req, res, function (err) {
setPrototypeOf(req, orig.request) // 这里每次都把属性复制过来，就是怕第三方的把属性给改了，之后让框架崩溃
setPrototypeOf(res, orig.response)
next(err);
});
});
router.use 方法
proto.use = function use(fn) {
var offset = 0;
var path = '/';
var callbacks = flatten(slice.call(arguments, offset));
for (var i = 0; i < callbacks.length; i++) {
var fn = callbacks[i];
var layer = new Layer(path, {
sensitive: this.caseSensitive,
strict: false,
end: false
}, fn);
layer.route = undefined; // 这个layer是没有路由的
this.stack.push(layer);
}
return this;
};
总结
把 express 中的 middleware， application, router, route 概念弄清楚了，express 的用法也就清楚了。
另外，我在解析 express 代码时，也运行了 express 的代码， 同时打断点进行调试，并且在关键的地方也有注释，如果有需要，也可以从这个地址进行下查看：
看代码主要是弄清楚具体的流程，和实现思想，给自己的架构添加想法。
下一篇要讲讲，express 中的最佳实践，包括项目规划， 目录结构，中间件使用，错误中间件，promise,co,await/await,限流，重写，子域名等。