相信用过Koa、Redux或者Express的小伙伴都对中间件不陌生，尤其是在学习Koa的过程中，也会接触到“洋葱模型”。本篇包哥就和大家一起学习Koa的中间件，不过这里包哥一开始并不打算展示大家熟知的“洋葱模型图”，而是先介绍一下Koa中的中间件是什么？,koa中间件在@types/koa-compose包下的index.d.ts头文件中，我们找到了中间件类型的定义：//@types/koa-compose/index.d.tsdeclarenamespacecompose{typeMiddleware=(context:T,next:Koa.Next)=>any;typeComposedMiddleware=(context:T,next?:Koa.Next)=>Promise;}//@types/koa/index.d.ts=>Koa.NexttypeNext=()=>Promise;通过观察Middleware类型的定义，我们可以知道，在Koa中，middleware是一个普通的函数，它接收两个参数：context和next。其中context代表上下文对象，next代表一个函数对象，调用后返回一个Promise对象。了解了Koa的中间件是什么之后，我们来介绍一下Koa中间件的核心，即compose函数：functionwait(ms){returnnewPromise((resolve)=>setTimeout(resolve,ms||1));}constarr=[];conststack=[];//typeMiddleware=(context:T,next:Koa.Next)=>any;stack.push(async(context,next)=>{arr.push(1);awaitwait(1);awaitnext();awaitwait(1);arr.push(6);});stack.push(async(context,next)=>{arr.push(2);awaitwait(1);awaitnext();awaitwait(1);arr.push(5);});stack.push(async(context,next)=>{arr.push(3);awaitwait(1);awaitnext();awaitwait(1);arr。推（4）；}）；awaitcompose（堆栈）（{}）；对于上面的代码，我们希望compose(stack)({})语句执行后，数组arr的值为[1,2,3,4,5,6]。这里我们不关心compose函数是如何实现的。我们来分析一下。如果要求数组arr输出想要的结果，以上三个中间件的执行过程：1.开始执行第一个中间件，将1压入arr数组，arr数组的值为[1]，以及然后等待1毫秒。为了保证arr数组的第一项是2，我们需要在调用next函数后开始执行第二个中间件。2、开始执行第二个中间件，将2压入arr数组。此时arr数组的值为[1,2]，继续等待1毫秒。为了保证arr数组的第二项为3，我们还需要在调用next函数后开始执行第三个中间件。3、开始执行第三个中间件，将3压入arr数组。此时arr数组的值为[1,2,3]，继续等待1毫秒。为了保证arr数组的第三项是4，我们要求在调用第三个中间next函数后，必须继续执行。4、第三个中间件执行完成后，arr数组的值为[1,2,3,4]。因此，为了保证arr数组的第4项为5，我们需要在第三个中间件执行完毕后返回到第二个中间件的next函数后执行语句。5、第二个中间件执行完成后，arr数组的值为[1,2,3,4,5]。同样，为了保证arr数组的第5项为6，我们需要在第二个中间件执行完毕后，再执行返回到第一个中间件的next函数后的语句。6、第一个中间件执行时，arr数组的值为[1,2,3,4,5,6]。为了更直观的理解上面的执行过程，我们可以把每个中间件看成一个大任务，然后以next函数为分界点，将每个大任务拆解成3个beforeNext、next和afterNext小任务。上图中，我们开始执行中间件1的beforeNext任务，然后按照紫色箭头的执行步骤完成中间件的任务调度。77.9K的axios项目能学到什么本文阿宝哥从任务注册、任务编排、任务调度三个方面分析了axios拦截器的实现。同样，阿宝哥将从以上三个方面分析Koa中间件机制。1.1任务注册在Koa中，我们创建了Koa应用对象后，可以通过调用该对象的use方法来注册中间件：constKoa=require('koa');constapp=newKoa();app.use(async(ctx,next)=>{conststart=Date.now();awaitnext();constms=Date.now()-start;console.log(`${ctx.method}${ctx.url}-${ms}女士`);});其实use方法的实现很简单。在lib/application.js文件中，我们找到了它的定义：//lib/application.jsmodule.exports=classApplicationextendsEmitter{constructor(options){super();//省略部分代码this.middleware=[];}use(fn){if(typeoffn!=='function')thrownewTypeError('middlewaremustbeafunction!');//省略部分代码this.middleware.push(fn);returnthis;}}从上面可以看出代码中，fn参数的类型校验会在use方法内部进行。当验证通过时，fn指向的中间件会保存在中间件数组中，同时返回this对象，从而支持链式调用。1.2从77.9KAxios项目中的任务安排可以学到什么这篇文章中阿宝哥参考了Axios拦截器的设计模型，提炼出了如下通用的任务处理模型：在这个通用模型中，阿宝哥使用Putthepre-processor和后处理器分别在CoreWork核心任务前后完成任务安排。对于Koa的中间件机制，它通过在awaitnext()语句前后分别放置预处理器和后处理器来完成任务安排。//中间件app.use(async(ctx,next)=>{conststart=Date.now();awaitnext();constms=Date.now()-start;console.log(`${ctx.method}${ctx.url}-${ms}ms`);});1.3任务调度通过前面的分析，我们已经知道通过app.use方法注册的中间件，会保存在内部的中间件数组中。要完成任务调度，我们需要不断的从中间件数组中取出中间件执行。中间件调度算法封装在koa-compose包下的compose函数中。该函数的具体实现如下：//省略一些代码"));index=i;letfn=middleware[i];if(i===middleware.length)fn=next;if(!fn)returnPromise.resolve();try{returnPromise.resolve(fn(context,dispatch.bind(null,i+1)));}catch(err){returnPromise.reject(err);}}};}compose函数接收一个参数，该参数的类型为数组，调用后这个函数，将返回一个新的函数。下面我们就以前面的例子为例，分析一下awaitcompose(stack)({});的执行过程。陈述。1.3.1dispatch(0)从上图可以看出，第一个中间件内部调用next函数的时候，其实是继续调用dispatch函数，参数i的值为1。1.3.2dispatch(1）如上图所示可以看出，在第二个中间件内部调用next函数时，仍然调用了dispatch函数。此时参数i的值为2。1.3.3dispatch(2)从上图可以看出，在第三个中间件内部调用next函数时，仍然调用了dispatch函数，参数i的值此时是3。1.3.4dispatch(3)从上图可以看出，当middleware数组中的中间件开始执行时，如果调度时没有显式设置next参数的值，那么next函数之后的语句就会开始执行返回并继续执行。当第三个中间件执行完成后，将返回执行第二个中间件下一个函数之后的语句，直到执行完中间件中定义的所有语句。分析完compose函数的实现代码，我们来看看Koa是如何使用compose函数来处理注册中间件的。constKoa=require('koa');constapp=newKoa();//响应app.use(ctx=>{ctx.body='大家好，我是阿宝哥';});app.listen(3000);使用上面的代码，我可以快速启动一个服务器。use方法之前已经分析过了，那我们来分析一下listen方法。该方法的实现如下：//lib/application.jsmodule.exports=classApplicationextendsEmitter{listen(...args){debug('listen');constserver=http.createServer(this.callback());returnserver.listen(...args);}}显然在listen方法内部，会先调用Node.js内置HTTP模块的createServer方法创建服务器，然后开始监听指定端口，即，开始等待客户端的连接。另外，在调用http.createServer方法创建HTTP服务器时，我们传入的参数是this.callback()。该方法的具体实现如下：//lib/application.jsconstcompose=require('koa-compose');module.exports=classApplicationextendsEmitter{callback(){constfn=compose(this.middleware);if(!this.listenerCount('error'))this.on('error',this.onerror);constandleRequest=(req,res)=>{constctx=this.createContext(req,res);returnthis.handleRequest(ctx,fn);};returnhandleRequest;}在回调方法里面，我们终于看到了久违的compose方法。调用回调方法后，将返回handleRequest函数对象来处理HTTP请求。每当Koa服务器收到客户端请求时，会调用handleRequest方法，该方法会先创建一个新的Context对象，然后执行注册的中间件来处理收到的HTTP请求：module.exports=classApplicationextendsEmitter{handleRequest(ctx,fnMiddleware){constres=ctx.res;res.statusCode=404;constoneerror=err=>ctx.onerror(err);constandleResponse=()=>respond(ctx);onFinished(res,onerror);returnfnMiddleware(ctx).then(handleResponse).catch(onerror);}}好了，Koa中间件的内容基本介绍完了。对Koa内核感兴趣的可以自行研究。接下来我们介绍洋葱模型及其应用。2.洋葱模型2.1洋葱模型简介（来源：https://eggjs.org/en/intro/egg-and-koa.html）上图中，洋葱中的每一层代表一个独立的中间件，用于实现不同的功能，比如异常处理，缓存处理等。每个请求都会从左边开始逐层经过中间件，进入最内层中间件后，再从最内层中间件逐层返回。因此，对于每一层中间件，在一个请求和响应周期中，有两个时间点加入不同的处理逻辑。2.2onion模型的应用除了onion模型在Koa中的应用，该模型在Github上的一些不错的项目中也有广泛的应用，比如koa-router和阿里巴巴的midway，umi-request等项目。在介绍了Koa的中间件和洋葱模型之后，阿宝哥根据自己的理解提炼出了如下通用的任务处理模型：://x-response-timeasyncfunctionresponseTime(ctx,next){conststart=newDate();awaitnext();constms=newDate()-start;ctx.set("X-Response-Time",ms+"ms");实际上，对于每个中间件，预处理器和后处理器都是可选的。例如下面的中间件用于设置统一的响应内容：//responseasyncfunctionrespond(ctx,next){awaitnext();if("/"!=ctx.url)return;ctx.body="HelloWorld";}尽管上面介绍的两个中间件都比较简单，但是你也可以根据自己的需要实现复杂的逻辑。Koa的核心非常轻巧，小而内脏。通过提供优雅的中间件机制，开发者可以灵活地扩展Web服务器的功能。这种设计思路值得学习和借鉴。好了，这次就先介绍到这里吧。后面有机会阿宝哥会单独介绍Redux或者Express的中间件机制。
