1.簡介
Expres是基于Node.js平臺，快速、開放、極簡的web開發(fā)框架。（Expres中文官網(wǎng)首頁原話）。之所以引用這句話，是因為這句話簡單明了的告知了大家，它到底是什么?；贜ode的一個開發(fā)框架，目的是給web開發(fā)提供了方便。今天我們就用測試用例開發(fā)的模式，一步步追蹤Express路由系統(tǒng)源碼是怎么實現(xiàn)的。
整體代碼感知
本次實踐項目，完整目錄結(jié)構(gòu)如下(以下會直接說某個文件的內(nèi)容)：
Express
|--lib
| |-express.js（主文件）
| |-application.js（相當于中轉(zhuǎn)站直接訪問路由信息）
| |-Router（路由，中間件）
| |-index.js
| |-layer.js
| |-route.js
|
|--test
| |-getTest.js
| |-routerTest.js
| |-middleTest.js
測試用例一（簡單服務）
var express = require('express');
var app = express();
app.get('/', function (req, res) {
res.send('Hello World!');
});
var server = app.listen(3000, function () {
console.log('server started on port 3000');
});
以上代碼是Express官網(wǎng)入門的一個最簡單的實例，簡單的搭建了一個服務，并且訪問根目錄的時候，會返回Hello World！我們可以看到app是引用后的express執(zhí)行得到的一個對象（說明express是一個函數(shù)），并且在該對象上有g(shù)et和listen兩個方法。主文件express.js，結(jié)構(gòu)如下:
const app = require('./application');
function createApplication(){
return app;
}
module.exports = createApplication;
application.js中應該具有一個對象，并且該對象上面有兩個方法.首先有一個存放路由的數(shù)組，默認有一個對象，我定義為兜底對象，就是當輸入的路由信息并不存在的時候，執(zhí)行該對象的handler。到此，兩個文件執(zhí)行完畢，我們就實現(xiàn)最簡單的服務搭建以及get路由功能。
let router = [
{
path:'*',
method:'*',
handler(req,res){
res.end('Not Found');
}
}
];
let http = require('http');
const app = {
get(path,handler){
router.push({
method:'get',
path,
handler
});
},
listen(){
const server = http.createServer(function(req,res){
for(let i=0;i<router.length;i++){
let {path,method,handler} = router[i];
if(path == req.url && method == req.method.toLowerCase()){
return handler(req,res);
}
}
router[0].handler(req,res);
});
server.listen.apply(server,arguments);
}
}
module.exports = app;
測試用例二（路由）
app.get('/',function(req,res,next){
console.log(1);
next();
},function(req,res,next){
console.log(11);
next();
}).get('/',function(req,res,next){
console.log(2);
next();
}).get('/',function(req,res,next){
console.log(3);
res.end('ok');
}).get('/',function(err,req,res,next){
res.end('catch: '+err);
});
app.listen(3000);
此測試用例，包含的信息薛薇有點廣泛了，在此用例實現(xiàn)中，我們開啟了express中完整路由的實現(xiàn)之路。下圖為路由系統(tǒng)的實現(xiàn)。
Router是一個大的路由系統(tǒng)，存放在stack數(shù)組中，stack中的每一項稱之為每一個層（layer），每一層中又存放了一個route信息，同樣的，在每一個route中，也有一個stack，stack中存放的也是一個個的層。外層的Router只是辨別路徑，如果路徑匹配直接進來，內(nèi)層的route辨別方法，執(zhí)行相對應的handler。這么設計是因為，有的時候一個路由有多個請求方法，比如/person,可以get，也可以post,那么在外層，我們直接匹配路徑就行了，等進入里面的route再尋找具體的handler。為了方便擴展，我們把application.js中返回的對象，定義為一個類，同時引入methods這個包，支持多種請求方式。
methods.forEach(function(method){
Application.prototype[method] = function(){
this.lazyrouter();
this._router[method].apply(this._router,slice.call(arguments));
return this;
}
});
其中this.lazyrouter()即生成router對象，本質(zhì)就是調(diào)用router對象里面的方法。在有請求進來的時候，直接調(diào)用self._router.handle(req,res,done)，即router的handle方法。在router里面，引入layer和route。
Router.prototype.route = function(path){
const route = new Route(path);
const layer = new Layer(path,route.dispatch.bind(route));
layer.route = route;
this.stack.push(layer);
return route;
}
path就是請求的路徑，在這一層的layer中比較重要的就是只匹配路徑，具體執(zhí)行就交給了route對象的dispatch方法。router中的handle方法，就是一層層的匹配路徑，如下：
Router.prototype.handle = function(req,res,out){
let idx=0,self=this;
let {pathname} = url.parse(req.url,true);
function next(err){
if(idx >= self.stack.length){
return out(err);
}
let layer = self.stack[idx++];
if(layer.match(pathname) && layer.route&&layer.route._handles_method(req.method.toLowerCase())){
if(err){
layer.handle_error(err,req,res,next);
}else{
layer.handle_request(req,res,next);
}
}else{
next();
}
}
next();
}
當所有的都未匹配到，就走out，即我們定義的404。
設計很不錯的地方，我覺得在于route的dispatch方法，也是最終執(zhí)行的方法。
Route.prototype.dispatch = function(req,res,out){
let idx = 0,self=this;
function next(err){
if(err){
return out(err);
}
if(idx >= self.stack.length){
return out(err);
}
let layer = self.stack[idx++];
if(layer.method == req.method.toLowerCase()){
layer.handle_request(req,res,next);
}else{
next();
}
}
next();
}
該方法中，不斷執(zhí)行next，如果執(zhí)行完了直接走out，此時的next其實代表的就是router種的下一個路由匹配。二者剛好無縫銜接。設計很精妙。
測試用例三（中間件）
app.use(function(req,res,next){
console.log(11111);
next('wrong');
});
app.get('/',function(req,res,next){
res.end('1');
});
const person = express.Router();
person.use(function(req,res,next){
console.log(22222);
next();
});
person.use('/2',function(req,res,next){
res.end('2');
});
app.use('/person',person);
app.use(function(err,req,res,next){
res.end('catch '+err);
});
app.listen(3000,function(){
console.log('server started at port 3000');
});
對于中間件，其實跟路由信息是存放于相同的位置的，但是不同的是，中間件可以沒有path，這里又出現(xiàn)了二級路由的概念。即我們可以通過上述代碼直接訪問/person/2.
proto.use = function(handler){
let path = '/',router= this._router;
if(typeof handler != 'function'){
path = handler;
handler = arguments[1];
}
let layer = new Layer(path,handler);
layer.route = undefined;
this.stack.push(layer);
return this;
}
跟路由的區(qū)別是layer的route是undefined，并且在handle的時候我們需要根據(jù)中間件的路徑添加或刪除信息，拼成路徑尋找相應的handler。
if(!layer.route){
let removed = layer.path;
req.url = req.url.slice(0,removed.length);
if(req.url == ''){
req.url = '/';
slashAdded = true;
}
layer.handle_request(req,res,next)
}else if(layer.route._handles_method(req.method)){
layer.handle_request(req,res,next);
}else{
next(err);
}
其中的錯誤，也很好處理。在調(diào)用next的時候，傳入錯誤信息，檢測到錯誤信息，就直接跳到含有四個參數(shù)的處理函數(shù)即可，因為只有錯誤處理中間件才有四個參數(shù)。
Layer.prototype.handle_error = function (err,req,res,next) {
if(this.handler.length !=4){
return next(err);
}
this.handler(err,req,res,next);
}
