本文将带大家实现轻量级 web 框架 connect 的主要功能，只要 82 行代码就能搞定。
我并没有标题党，因为 Express 在 v3 版本之前就是基于 connect 进行封装的，不过在 v4 版本就将 connect 依赖移除了，代码被搬到 Express 仓库里，并做了一些细微调整。因此某种程度上，学习 connect 就是在学习 Express。
connect 的 repo 描述是："Connect is a middleware layer for Node.js"，也就是一个 Node.js 的中间件层。中间件层是一个非常有用的机制，它类似一个插件系统，让我们可以通过插拔的方式组合不同功能来处理请求。
基本使用
先来看看 connect 的使用。
javascript
const connect = require('connect')
const app = connect()
// respond to all requests
app.use(function(req, res){
res.end('Hello from Connect!\n')
})
// create node.js http server and listen on port
http.createServer(app).listen(3000)跟 Express 一样。
另外，app 上还提供了 .listen() 方法，用于替代 http.createServer(app).listen(3000) 的冗长写法。
javascript
app.listen(3000) // 等价于 http.createServer(app).listen(3000)再看看中间件的使用。
javascript
app.use(function middleware1(req, res, next) {
// middleware 1
next()
});
app.use(function middleware2(req, res, next) {
// middleware 2
next()
});我们通过 app.use() 方法收集并使用中间件。
中间件就是一个函数，包含 3 个参数：req、res 还有 next()。在一个中间件内调用 next()，就进入到下一个中间件的执行。
同时，我们还可以为中间件指定路由，这样中间件只在特定路径下起作用。
javascript
app.use('/foo', function fooMiddleware(req, res, next) {
// req.url starts with "/foo"
next()
})
app.use('/bar', function barMiddleware(req, res, next) {
// req.url starts with "/bar"
next()
})本质上，纯中间件的写法就是在设置根路由 （'/'），所以会对所有请求有效。
javascript
app.use(function middleware1(req, res, next) {
// middleware 1
next()
})
// 等同于
app.use('/', function middleware1(req, res, next) {
// middleware 1
next()
})不过还有一类特殊中间件------异常中间件，专门用于处理前面流程里的异常错误。
javascript
// regular middleware
app.use(function (req, res, next) {
// i had an error
next(new Error('boom!'));
});
// error middleware for errors that occurred in middleware
// declared before this
app.use(function onerror(err, req, res, next) {
// an error occurred!
});异常中间件必须是 4 个参数，第一个参数就是 error，对应前面流程中传递给 next() 的 Error 对象。
以上，我们就讲完了 connect 库的基本使用。接下来，就着手实现。
代码实现
刚学 Node.js 的时候，我们学到第一个例子，可能就是启动一个会说"Hello World"的服务器了。
javascript
const http = require('node:http')
const hostname = '127.0.0.1'
const port = 3000
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
res.end('Hello World\n')
})
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`)
})回顾 connect 的使用。
javascript
const connect = require('connect')
const app = connect()
// respond to all requests
app.use(function(req, res){
res.end('Hello from Connect!\n')
})
// create node.js http server and listen on port
app.listen(3000)实现 app.listen()
我们已经知道 app.listen(3000) 内部实现就是 http.createServer(app).listen(3000)。
因此，我们先实现 .listen() 方法。
javascript
module.exports = function createApplication() {
const app = {}
app.listen = function listen(...args) {
const server = require('node:http').createServer(/* ? */)
return server.listen(args);
}
return app
}假设 app 是一个对象。不过，http.createServer(/* ? */) 中的 ? 内容该如何实现呢？
实现 app.use()
前一步，我们做了 app.use() 的调用。
javascript
// respond to all requests
app.use(function(req, res){
res.end('Hello from Connect!\n')
})所以，当服务启动后，访问 localhost:3000 时，应该返回 "Hello from Connect!" 的文本。
同时，app.use() 又支持重复调用。
javascript
// respond to all requests
app.use(function(req, res, next) {
console.log('log req.url', req.url)
next()
})
// respond to all requests
app.use(function(req, res) {
res.end('Hello from Connect!\n')
})那我们就考虑先用个数组，把通过 app.use() 调用传入进来的回调函数存起来。
javascript
module.exports = function createApplication() {
const app = {}
app.stack = []
app.use = function use(route, fn) {
let path = route
let handle = fn
// default route to '/'
if (typeof route !== 'string') {
path = '/'
handle = route
}
this.stack.push({ route: path, handle })
return this
}
app.listen = function listen() {
const server = http.createServer(/* ? */)
return server.listen.apply(server, arguments)
}
return app
}我们把调用 app.use() 传入的中间件都存到了 app.stack 里。
根据定义可知，http.createServer(/* ? */) 中的 ? 内容应该是一个函数。针对当前场景，它是用来处理 stack 中的这些中间件的。
实现 app.handle()
我们把这些逻辑写在 app.handle() 内。
javascript
module.exports = function createApplication() {
const app = {}
app.stack = []
// ...
app.handle = function handle(res, res) {
// TODO
}
return app
}每当请求来临，都由 app.handle 负责处理。
app.handle 的主要逻辑主要是处理 3 件事情。
- 获取当前要处理的路由，没有的话就交由最终处理函数
done - 路由不匹配就跳过
- 路由匹配就执行当前中间件
javascript
app.handle = function handle(req, res) {
let index = 0
const done = function (err) { /* ... */ }
function next(err) {
// next callback
const layer = app.stack[index++]
// 1) all done
if (!layer) {
setImmdiate(done, err)
return
}
// route data
const path = require('node:url').parse(req.url).pathname
const route = layer.route
// 2) skip this layer if the route doesn't match
if (!path.toLowerCase().startsWith(route.toLowerCase())) {
return next(err)
}
// 3) call the layer handle
const arity = handle.length
const hasError = !!err
let error = err
try {
if (hasError && arity === 4) {
// error-handling middleware
layer.handle(err, req, res, next)
return
} else if (!hasError && arity < 4) {
// request-handling middleware
layer.handle(req, res, next)
return
}
} catch (e) {
error = e
}
next(error)
}
next()
}以上的关键处理就封装在 next() 函数中。而 next() 函数就是传递给 connect 中间件的 next 参数。
这样，每次请求进来，我们都会从 app.stack 的第一个中间件（stack[0]）开始处理，就实现了以 next 参数为连接桥梁的中间件机制。
值得注意的是调用当前中间件的逻辑，当我们调用 layer.handle(err, req, res, next)/layer.handle(req, res, next) 时，处理流程会流入中间件内部，当内部调用 next() 函数后，控制权会重新回到 app.handle，继续处理队列中的下一个中间件。
当请求最终没有任何中间件可以处理时，就会流入到 done，这是最终处理器。处理器内部，会根据是否存在错误，分别返回 404 或 5xx 响应。
javascript
const done = function (err) {
if (err) {
res.statusCode = err.status ?? err.statusCode ?? 500
res.statusMessage = require('node:http').STATUS_CODES[404]
} else {
res.statusCode = 404
res.statusMessage = `Cannot ${req.method} ${require('node:url').parse(req.url).pathname}`
}
res.end(`${res.statusCode} ${res.statusMessage}`)
}至此，我们基本写完了所有的逻辑。
当然，有一个地方，可以做一个小小的优化。将 http.createServer(app.handle.bind(app)) 简化成 http.createServer(this)，不过此时 app 就不能是对象，而是函数了。
javascript
module.exports = function createApplication() {
function app(req, res) { app.handle(req, res) }
// ...
app.listen = function listen(...args) {
const server = require('node:http').createServer(app)
return server.listen(...args)
}
// ...
return app
}最后，我们整体来回顾一下。
javascript
module.exports = function createApplication() {
function app(req, res) { app.handle(req, res) }
app.stack = []
app.use = function use(route, fn) {
let path = route
let handle = fn
// default route to '/'
if (typeof route !== 'string') {
path = '/'
handle = route
}
this.stack.push({ route: path, handle })
return this
}
app.listen = function listen(...args) {
const server = require('node:http').createServer(app)
return server.listen(...args)
}
app.handle = function handle(req, res) {
let index = 0
const done = function (err) {
if (err) {
res.statusCode = err.status ?? err.statusCode ?? 500
res.statusMessage = require('node:http').STATUS_CODES[404]
} else {
res.statusCode = 404
res.statusMessage = `Cannot ${req.method} ${require('node:url').parse(req.url).pathname}`
}
res.end(`${res.statusCode} ${res.statusMessage}`)
}
function next(err) {
// next callback
const layer = app.stack[index++]
// 1) all done
if (!layer) {
setImmediate(done, err)
return
}
const path = require('node:url').parse(req.url).pathname
const route = layer.route
// 2) skip this layer if the route doesn't match
if (!path.toLowerCase().startsWith(route.toLowerCase())) {
return next(err)
}
// 3) call the layer handle
const arity = handle.length
const hasError = !!err
let error = err
try {
// error-handling middleware
if (hasError && arity === 4) {
layer.handle(err, req, res, next)
return
// request-handling middleware
} else if (!hasError && arity < 4) {
layer.handle(req, res, next)
return
}
} catch (e) {
error = e
}
next(error)
}
next()
}
return app
}连上注释，我们只用了 82 行代码，就实现了 connect 的主要功能。
总结
本文带大家实现了轻量级 Web 框架 connect 的主要功能，同样这也是一个简易版本 Express！
实现核心是 2 个函数。
app.use(route, fn)：用于收集中间件app.handle(res, req)：用于消费中间件。主要逻辑位于next()函数，这是传递给中间件的next参数。每一次接收请求来临时，都由app.handle负责处理
而这两个函数之间的桥梁就是 app.stack。
行文最后，给大家留一个思考题。
connect() 实例的真实实现，是支持作为子应用，挂载到父应用之上的，也就是下面的用法。
javascript
const connect = require('connect')
const app = connect()
const blogApp = connect()
app.use('/blog', blogApp)
app.listen(3000)甚至 http.Server 实例也支持挂载。
javascript
const connect = require('connect')
const app = connect()
const blog = http.createServer(function(req, res){
res.end('blog')
})
app.use('/blog', blog)那是如何实现呢？
大家可以参照 app.use() 函数的源码进行学习。
感谢的你的阅读，再见~