Elpis：基于 Koa.js 的企业级定制 Node.js 框架

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Elpis-Core 架构设计

概述

Elpis-Core 是基于 Koa.js 构建的企业级 Node.js 应用框架，采用约定优于配置的设计理念，通过自动化加载机制和模块化架构，为开发者提供开箱即用的全栈开发体验。

整体架构设计

架构图

分层架构

框架核心层 - 基于 Koa.js 的核心运行时
自动加载层 - 通过 Loader 模块自动发现和加载业务代码
业务逻辑层 - 控制器、服务、中间件等业务组件
配置管理层 - 环境配置、路由模式配置等

设计原则

1. 约定优于配置 (Convention over Configuration)

文件命名约定: kebab-case 文件名自动转换为 camelCase 属性名
目录结构约定: 固定的目录结构自动映射到应用对象属性
环境配置约定: 通过环境变量自动选择配置文件

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// 文件: app/controller/user-profile.js
// 映射: app.controller.userProfile

// 文件: app/service/data-processor.js  
// 映射: app.service.dataProcessor

2. 自动化加载 (Auto Loading)

零配置启动: 框架启动时自动扫描并加载所有业务模块
热重载友好: 文件系统监听，支持开发期间的动态加载
依赖注入: 自动解析模块间依赖关系

3. 模块化架构 (Modular Architecture)

单一职责: 每个 Loader 只负责一种类型的模块加载
松耦合: 模块间通过 app 实例进行通信，减少直接依赖
可扩展性: 支持自定义 Loader 和插件机制

4. 环境一致性 (Environment Consistency)

多环境支持: local、beta、production 环境配置
配置继承: 环境配置覆盖默认配置的继承机制
环境隔离: 不同环境下的行为差异化管理

核心架构特点

1. 启动生命周期管理

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// 严格按顺序执行的启动流程
app.env = env()                    // 1. 环境检测
configLoader(app)                  // 2. 配置加载  
extendLoader(app)                  // 3. 扩展加载
middlewareLoader(app)              // 4. 中间件定义加载
routerSchemaLoader(app)            // 5. 路由模式加载
controllerLoader(app)              // 6. 控制器加载
serviceLoader(app)                 // 7. 服务加载
middleware.js(app)                 // 8. 基础中间件注册
routerLoader(app)                  // 9. 路由注册

2. 智能命名转换

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// kebab-case → camelCase 自动转换
'user-profile' → 'userProfile'
'api-params-verify' → 'apiParamsVerify'
'data-processor' → 'dataProcessor'

3. 嵌套模块支持

javascript 复制代码

// 目录结构
app/controller/
  ├── user/
  │   ├── profile.js
  │   └── settings.js
  └── admin/
      └── dashboard.js

// 自动映射为
app.controller.user.profile
app.controller.user.settings  
app.controller.admin.dashboard

4. 类工厂模式

javascript 复制代码

// 控制器和服务采用类工厂模式
module.exports = (app) => {
  return class UserController extends BaseController {
    async getProfile(ctx) {
      // 业务逻辑
    }
  }
}

模块详解

1. 环境模块 (env.js)

职责: 环境检测和管理

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module.exports = (app) => {
  return {
    isLocal: () => process.env._ENV === "local",
    isBeta: () => process.env._ENV === "beta", 
    isProduction: () => process.env._ENV === "production",
    get: () => process.env._ENV ?? "local"
  }
}

特性:

支持 local/beta/production 三种环境
提供便捷的环境判断方法
默认环境为 local

2. 配置加载器 (config.js)

职责: 多环境配置文件加载和合并

javascript 复制代码

// 配置文件优先级
config.default.js     // 基础配置
config.local.js       // 本地环境覆盖
config.beta.js        // 测试环境覆盖  
config.production.js  // 生产环境覆盖

加载策略:

加载默认配置 config.default.js
根据当前环境加载对应配置文件
使用 Object.assign() 合并配置
挂载到 app.config

3. 扩展加载器 (extend.js)

职责: 应用扩展功能加载

特性:

直接挂载到 app 实例上
冲突检测，防止覆盖已有属性
支持嵌套目录结构
命名转换 kebab-case → camelCase

使用示例:

javascript 复制代码

// app/extend/logger.js
module.exports = (app) => {
  return {
    log: (message) => console.log(`[${app.env.get()}] ${message}`)
  }
}

// 访问: app.logger.log('Hello')

4. 中间件加载器 (middleware.js)

职责: 中间件定义加载（非注册）

特性:

中间件工厂函数加载
挂载到 app.middlewares 对象
支持嵌套目录结构
延迟注册，由业务代码控制注册时机

5. 路由模式加载器 (router-schema.js)

职责: API 验证模式加载

javascript 复制代码

// app/router-schema/user.js
module.exports = {
  '/api/user/profile': {
    get: {
      query: { 
        type: 'object',
        properties: { id: { type: 'string' } },
        required: ['id'] 
      }
    }
  }
}

特性:

基于 JSON Schema 的 API 验证规则
自动合并所有模式文件
挂载到 app.routerSchema
配合 API 参数验证中间件使用

6. 控制器加载器 (controller.js)

职责: 控制器类加载和实例化

特性:

类工厂模式支持
自动实例化控制器类
嵌套目录支持
挂载到 app.controller

7. 服务加载器 (service.js)

职责: 服务类加载和实例化

特性:

与控制器加载器类似的机制
业务逻辑封装
可复用的服务组件
挂载到 app.service

8. 路由加载器 (router.js)

职责: 路由定义加载和注册

javascript 复制代码

// app/router/user.js
module.exports = (app, router) => {
  const { user: UserController } = app.controller
  
  router.get('/api/user/profile', 
    app.middlewares.apiParamsVerify,
    UserController.getProfile.bind(UserController)
  )
}

特性:

基于 koa-router
自动扫描路由文件
支持路由级中间件
提供路由兜底机制

项目结构

ruby 复制代码

elpis/
├── elpis-core/                 # 框架核心
│   ├── index.js               # 框架入口和启动流程
│   ├── env.js                 # 环境管理模块
│   └── loader/                # 加载器模块
│       ├── config.js          # 配置加载器
│       ├── extend.js          # 扩展加载器
│       ├── middleware.js      # 中间件加载器
│       ├── router-schema.js   # 路由模式加载器
│       ├── controller.js      # 控制器加载器
│       ├── service.js         # 服务加载器
│       └── router.js          # 路由加载器
├── app/                       # 业务代码目录
│   ├── controller/            # 控制器
│   ├── service/               # 服务层
│   ├── middleware/            # 中间件定义
│   ├── router/                # 路由定义
│   ├── router-schema/         # API 验证模式
│   ├── extend/                # 应用扩展
│   ├── public/                # 静态资源和模板
│   └── middleware.js          # 基础中间件注册
├── config/                    # 配置文件
│   ├── config.default.js      # 默认配置
│   ├── config.local.js        # 本地环境配置
│   ├── config.beta.js         # 测试环境配置
│   └── config.production.js   # 生产环境配置
└── index.js                   # 应用入口

数据流

1. 启动阶段数据流

markdown 复制代码

Environment Detection → Configuration Loading → Extension Loading 
         ↓
Middleware Definition Loading → Schema Loading → Controller Loading
         ↓  
Service Loading → Base Middleware Registration → Router Registration

2. 请求处理数据流

vbscript 复制代码

HTTP Request → Koa Middleware Stack → Route Matching
      ↓
Route-level Middleware → Controller Method → Service Layer
      ↓
Business Logic Processing → Response Generation → HTTP Response

3. 模块依赖关系

markdown 复制代码

┌─────────────┐    ┌──────────────┐    ┌─────────────┐
│   Config    │───→│   Extend     │───→│ Middleware  │
└─────────────┘    └──────────────┘    └─────────────┘
       │                   │                   │
       ↓                   ↓                   ↓
┌─────────────┐    ┌──────────────┐    ┌─────────────┐
│   Schema    │    │ Controller   │───→│   Router    │
└─────────────┘    └──────────────┘    └─────────────┘
       │                   │                   │
       └───────────────────┼───────────────────┘
                           ↓
                   ┌──────────────┐
                   │   Service    │
                   └──────────────┘

核心优势

1. 开发效率

零配置启动: 新建文件自动加载，无需手动注册
约定优于配置: 减少配置文件数量和复杂度
热重载支持: 开发期间修改代码立即生效

2. 代码质量

强制分层: 控制器、服务、中间件清晰分离
统一规范: 文件命名和目录结构标准化
类型安全: 基于 JSON Schema 的 API 验证

3. 可维护性

模块化设计: 每个 Loader 职责单一，易于理解和维护
松耦合架构: 模块间通过 app 实例通信，降低耦合度
扩展友好: 支持自定义扩展和插件

4. 生产就绪

多环境支持: 开发、测试、生产环境配置管理
错误处理: 完善的异常处理和错误恢复机制
性能优化: 基于 Koa.js 的高性能请求处理

最佳实践

1. 目录组织

按功能模块组织目录结构
控制器保持简洁，复杂逻辑下沉到服务层
中间件职责单一，可复用性强

2. 命名规范

文件名使用 kebab-case
类名使用 PascalCase
方法名使用 camelCase

3. 配置管理

敏感配置通过环境变量传递
配置文件支持注释和文档
不同环境配置差异最小化

4. 错误处理

统一的错误响应格式
完善的日志记录
优雅的降级处理

扩展开发

自定义 Loader

javascript 复制代码

// elpis-core/loader/custom.js
module.exports = (app) => {
  // 自定义加载逻辑
  const customPath = path.resolve(app.businessPath, './custom')
  const fileList = glob.sync(path.resolve(customPath, './**/*.js'))
  
  fileList.forEach(file => {
    // 处理文件加载
  })
}

自定义中间件

javascript 复制代码

// app/middleware/rate-limit.js
module.exports = (app) => {
  return async (ctx, next) => {
    // 限流逻辑
    await next()
  }
}

自定义扩展

javascript 复制代码

// app/extend/utils.js
module.exports = (app) => {
  return {
    formatDate: (date) => {
      // 日期格式化逻辑
    }
  }
}