Nest是Node.js的服务器端框架。它最著名的是它的IOC（inverseofcontrol）机制，即不需要手动创建实例，框架会自动扫描需要加载的类，并将它们的实例创建到容器中，并在实例化时根据类的构造函数参数自动注入依赖。一般是这样使用的：比如在入口Module中导入一个Module:import{Module}from'@nestjs/common';从'./cats/cats.module'导入{CatsModule}；@Module({imports:[CatsModule],})exportclassAppModule{}然后这个模块的Module会声明Controller和Service:import{Module}from'@nestjs/common';import{CatsController}from'./cats.controller';import{CatsService}from'./cats.service';@Module({controllers:[CatsController],providers:[CatsService],})exportclassCatsModule{}Controller是声明对应的处理逻辑url:import{Body,Controller,Get,Param,Post}from'@nestjs/common';import{CatsService}from'./cats.service';import{CreateCatDto}from'./dto/create-cat.dto';@Controller('cats')exportclassCatsController{constructor(privatereadonlycatsService:CatsService){}@Post()asynccreate(@Body()createCatDto:CreateCatDto){这个。猫服务。创建（createCatDto）；}@Get()asyncfindAll():Promise{returnthis.catsService.findAll();}}这个CatsController的构造函数声明了对CatsService的依赖：CatsService可以操作数据库进行增删改查。这是一个简单的实现：import{Injectable}from'@nestjs/common';import{Cat}from'./interfaces/cat.interface';@Injectable()exportclassCatsService{privatereadonlycats:Cat[]=[];创建（猫：猫）{this.cats.push（猫）；}findAll():Cat[]{返回this.cats;}}然后在入口调用create运行整个nest应用：import{NestFactory}from'@nestjs/core';从'./app.module'导入{AppModule}；asyncfunctionbootstrap(){constapp=awaitNestFactory.create(AppModule);等待app.listen(3000);}bootstrap();然后浏览器访问我们写的controller对应的url，打断点：你会发现controller的实例已经创建好了，服务也已经注入了。这就是依赖注入的意义所在。这种机制称为IOC（InversionofControl），也称为依赖注入。好处很明显，就是只需要声明依赖，不需要自己创建对象。该框架将扫描声明并自动创建和注入依赖项。Java中最流行的Spring框架就是IOC的实现，Nest也是这样一个实现了IOC机制的Node.js后端框架。不知道大家有没有觉得很神奇，只是通过装饰器声明一下，然后启动Nest应用。这个时候对象就创建好了，依赖注入了。那么它是如何实现的呢？如果这样去想它的实现原理，你可能想不通，因为缺少了一些前置知识。即实现Nest的一些核心API：Reflect的元数据的API。有ReflectMetadata的同学会说，我对Reflect的API很熟悉，就是一些操作对象的属性、方法、构造函数的API：比如Reflect.get就是获取对象的属性值。Reflect.set是设置对象的属性值。Reflect.has是判断对象属性是否存在。Reflect.apply是调用一个方法，传入对象和参数。Reflect.construct是使用构造函数创建对象实例，并传入构造函数参数。这些api可以在MDN文档中找到，因为它们已经是es标准，并且已经被很多浏览器实现了。但是实现Nest的api还没有进入标准，还在草案阶段，就是metadataapi：它有这些api：Reflect.defineMetadata(metadataKey,metadataValue,target);Reflect.defineMetadata(metadataKey,metadataValue,target,propertyKey);letresult=Reflect.getMetadata(metadataKey,target);letresult=Reflect.getMetadata(metadataKey,target,propertyKey);Reflect.defineMetadata和Reflect.getMetadata用于设置并分别获取一个类的元数据，如果最后传入了属性名，也可以为一个属性单独设置元数据。元数据存在于何处？它存在于类或对象上。如果将元数据添加到类或类的静态属性中，它将存储在类上。如果将元数据添加到实例属性，它将存储在对象上。使用像[[metadata]]这样的键来保存。什么用途？看上面的api，什么也看不出来，不过也支持装饰器的使用：@Reflect.metadata(metadataKey,metadataValue)classC{@Reflect.metadata(metadataKey,metadataValue)method(){}}Reflect.当然元数据装饰器还可以再封装一层：paramtypes",types);}functionReturnType(type){returnReflect.metadata("design:returntype",type);}@ParamTypes(String,Number)classGuang{constructor(text,i){}@Type(String)获取名称(){返回“文本”；}@Type(Function)@ParamTypes(Number,Number)@ReturnType(Number)add(x,y){returnx+y;}}然后我们可以通过Reflectmetadataapi或者这个类和对象的元数据：letobj=newGuang("a",1);letparamTypes=Reflect.getMetadata("design:paramtypes",inst,"add");//[Number,Number]这里我们使用Reflect.getMetadata的api来获取add方法的参数类型。看到这里，你明白nest的原理了吗？我们再看看nest的源码：上面是@Module装饰器的实现，调用了Reflect.defineMetadata为这个类添加了一些元数据。所以当我们这样使用它时：import{Module}from'@nestjs/common';import{CatsController}from'./cats.controller';import{CatsService}from'./cats.service';@Module({controllers:[CatsController],providers:[CatsService],})exportclassCatsModule{}实际上是将控制器的元数据和提供者的元数据添加到CatsModule中。后面创建IOC容器的时候，会把这些元数据取出来处理：而@Controller和@Injectable的装饰器也是这样实现的：看到这里，是不是想明白nest的实现原理了？其实就是通过装饰器给类或者对象加上元数据，然后在初始化的时候把元数据取出来，分析依赖关系，然后创建对应的实例对象。所以nest实现的核心就是Reflectmetadata的api。当然metadataAPI还在草案阶段，所以需要使用polyfill包reflect-metadata。其实还是有疑问的。依赖扫描可以传递元数据数据，但是创建的对象需要知道构造函数的参数，这部分元数据数据现在没有添加：比如这个CatsController依赖CatsService，但是没有添加元数据：import{Body,Controller,Get,Param,Post}from'@nestjs/common';import{CatsService}from'./cats.service';import{CreateCatDto}from'./dto/create-cat.dto';@Controller('cats')exportclassCatsController{constructor(privatereadonlycatsService:CatsService){}@Post()asynccreate(@Body()createCatDto:CreateCatDto){this.catsService.create(createCatDto);}@Get()asyncfindAll():Promise{returnthis.catsService.findAll();}}这就不得不提TypeScript的优点了，TypeScript支持在编译时自动添加一些元数据数据：比如这段代码：import"reflect-metadata";classGuang{@Reflect.metadata("Name","Guangguang")publicsay(a:number):string{return'Comeonduck';}按理说我们只添加了一个元数据，生成的代码确实是这样的：但是，ts有一个编译选项叫emitDecoratorMetadata，开启后会自动添加一些元数据。打开后再试：会看到多了三个元数据：design:typeisFunction，很明显，这是描述装饰目标的元数据，这里是函数design:paramtypesis[Number]，很容易理解，是的类型参数design:returntype是String，也很容易理解，就是返回值的类型。所以，只要开启这个编译选项，ts生成的代码就会自动添加一些元数据。然后在创建对象的时候，可以通过design:paramtypes获取到构造函数参数的类型，难道不知道注入依赖吗？因此，你会在嵌套源码中看到这样的代码：就是获取构造函数的参数类型。这个常量就是我们上面提到的那个：这就是为什么nest要用ts写的原因，因为它非常依赖emitDecoratorMetadata的编译选项。在你用cli生成的代码模板中也默认开启了这个编译选项：这就是nest的核心实现原理：通过装饰器为类或对象添加元数据，启用ts的emitDecoratorMetadata自动添加类型相关的元数据，然后运行时使用这些元数据实现依赖扫描，对象创建等功能。总结Nest是Node.js的后端框架。它的核心是IOC容器，自动扫描依赖，创建实例对象，自动注入依赖。要了解它的实现原理，首先需要学习Reflectmetadata的api：这是给类或对象添加元数据。元数据可以通过Reflect.metadata添加到一个类或对象中，在后面使用该类或对象时，可以通过Reflect.getMetadata获取。Nest的Controller、Module、Service等所有的装饰器都是通过Reflect.meatdata给类或者对象添加元数据，然后在初始化时取出来进行依赖扫描，实例化后放入IOC容器中。实例化对象还需要构造函数参数的类型。启用ts的emitDecoratorMetadata的编译选项后，ts会自动添加一些元数据，即design:type、design:paramtypes、design:returntype，分别代表被装饰目标的类型、参数的类型、类型的返回值。当然，reflectmetadataAPI还在draft阶段，需要将reflectmetadatapackage作为polyfill引入。一系列嵌套装饰器为类和对象添加元数据，然后在依赖扫描和依赖注入时取出元数据进行一些处理。了解了元数据后，nest的实现原理就很容易理解了。
