手写Express核心原理,再也不怕面试官问我Express原理
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2021-08-12 17:49
一、首先安装express
二、创建example.js文件
创建myExpress.js文件
实现app.get()方法
实现post等其他方法。
实现app.all方法
中间件app.use的实现
什么是错误中间件?
学习总结
最后
一、首先安装express
npm install express
安装express是为了示范。
“已经把代码放到github:https://github.com/Sunny-lucking/HowToBuildMyExpress 。可以顺手给个star吗?谢谢大佬们。
”
二、创建example.js文件
// example.js
const express = require('express')
const app = express()
const port = 3000
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello World!')
})
app.listen(port, () => {
console.log(`Example app listening at http://localhost:${port}`)
})
如代码所示,执行node example.js就运行起了一个服务器。
如下图所示,现在我们决定创建一个属于我们的express文件,引入的express改成引入我们手写的express。。
好了,现在开始实现我们的express吧!
创建myExpress.js文件
const express = require('express')
const app = express()
由 这两句代码,我们可以知道,express得到的是一个方法,然后方法执行后得到了app。而app实际上也是一个函数,至于为什么会是函数,我们下面会揭秘。
我们可以初步实现express如下:
// myExpress.js
function createApplication() {
let app = function (req,res) {
}
return app;
}
module.exports = createApplication;
在上面代码中,发现app有listen方法。
因此我们可以进一步给app添加listen方法:
// myExpress.js
function createApplication() {
let app = function (req,res) {
}
app.listen = function () {
}
return app;
}
module.exports = createApplication;
app.listen实现的是创建一个服务器,并且将服务器绑定到某个端口运行起来。
因此可以这样完善listen方法。
// myExpress.js
let http = require('http');
function createApplication() {
let app = function (req,res) {
res.end('hahha');
}
app.listen = function () {
let server = http.createServer(app)
server.listen(...arguments);
}
return app;
}
module.exports = createApplication;
这里可能会有同学有所疑问,为什么 http.createServer(app)
这里要传入app。
其实我们不传入app,也就是说,让app不是一个方法,也是可以的。
我们可以改成这样。
// myExpress.js
let http = require('http');
function createApplication() {
let app = {};
app.listen = function () {
let server = http.createServer(function (req, res) {
res.end('hahha')
})
server.listen(...arguments);
}
return app;
}
module.exports = createApplication;
如代码所示,我们将app改成一个对象,也是没有问题的。
.
实现app.get()方法
app.get方法接受两个参数,路径和回调函数。
// myExpress.js
let http = require('http');
function createApplication() {
let app = {};
app.routes = []
app.get = function (path, handler) {
let layer = {
method: 'get',
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
app.listen = function () {
let server = http.createServer(function (req, res) {
res.end('hahha')
})
server.listen(...arguments);
}
return app;
}
module.exports = createApplication;
如上面代码所示,给app添加了route对象,然后get方法执行的时候,将接收到的两个参数:路径和方法,包装成一个对象push到routes里了。
可想而知,当我们在浏览器输入路径的时候,肯定会执行http.createServer里的回调函数。
所以,我们需要在这里 获得浏览器的请求路径。解析得到路径.
然后遍历循环routes,寻找对应的路由,执行回调方法。如下面代码所示。
// myExpress.js
let http = require('http');
const url = require('url');
function createApplication() {
let app = {};
app.routes = []
app.get = function (path, handler) {
let layer = {
method: 'get',
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
app.listen = function () {
let server = http.createServer(function (req, res) {
// 取出layer
// 1. 获取请求的方法
let m = req.method.toLocaleLowerCase();
let { pathname } = url.parse(req.url, true);
// 2.找到对应的路由,执行回调方法
for (let i = 0 ; i< app.routes.length; i++){
let {method,path,handler} = app.routes[i]
if (method === m && path === pathname ) {
handler(req,res);
}
}
res.end('hahha')
})
server.listen(...arguments);
}
return app;
}
module.exports = createApplication;
运行一下代码。可见运行成功:
实现post等其他方法。
很简单,我们可以直接复制app.get方法,然后将method的值改成post就好了。
// myExpress.js
let http = require('http');
const url = require('url');
function createApplication() {
。。。
app.get = function (path, handler) {
let layer = {
method: 'get',
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
app.post = function (path, handler) {
let layer = {
method: 'post',
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
。。。
return app;
}
module.exports = createApplication;
这样是可以实现,但是除了post和get,还有其他方法啊,难道每一个我们都要这样写嘛?,当然不是,有个很简单的方法。
// myExpress.js
function createApplication() {
...
http.METHODS.forEach(method => {
method = method.toLocaleLowerCase()
app[method] = function (path, handler) {
let layer = {
method,
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
});
...
}
module.exports = createApplication;
如代码所示,http.METHODS是一个方法数组。如下面所示的数组
["GET","POST","DELETE","PUT"]。
遍历方法数组,就可以实现所有方法了。
测试跑了一下,确实成功。
实现app.all方法
all表示的是匹配所有的方法,
app.all('/user')
表示匹配所有路径是/user的路由
app.all('*')
表示匹配任何路径 任何方法 的 路由
实现all方法也非常简单,如下代码所示
app.all = function (path, handler){
let layer = {
method: "all",
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
然后只需要续改下路由器匹配的逻辑,如下代码所示,只需要修改下判断。
app.listen = function () {
let server = http.createServer(function (req, res) {
// 取出layer
// 1. 获取请求的方法
let m = req.method.toLocaleLowerCase();
let { pathname } = url.parse(req.url, true);
// 2.找到对应的路由,执行回调方法
for (let i = 0 ; i< app.routes.length; i++){
let {method,path,handler} = app.routes[i]
if ((method === m || method === 'all') && (path === pathname || path === "*")) {
handler(req,res);
}
}
console.log(app.routes);
res.end('hahha')
})
server.listen(...arguments);
}
可见成功。
中间件app.use的实现
这个方法的实现,跟其他方法差不多,如代码所示。
app.use = function (path, handler) {
let layer = {
method: "middle",
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
但问题来了,使用中间件的时候,我们会使用next方法,来让程序继续往下执行,那它是怎么执行的。
app.use(function (req, res, next) {
console.log('Time:', Date.now());
next();
});
所以我们必须实现next这个方法。
其实可以猜想,next应该就是一个疯狂调用自己的方法。也就是递归
而且每递归一次,就把被push到routes里的handler拿出来执行。
实际上,不管是app.use还说app.all还是app.get。其实都是把layer放进routes里,然后再统一遍历routes来判断该不该执行layer里的handler方法。可以看下next方法的实现。
function next() {
// 已经迭代完整个数组,还是没有找到匹配的路径
if (index === app.routes.length) return res.end('Cannot find ')
let { method, path, handler } = app.routes[index++] // 每次调用next就去下一个layer
if (method === 'middle') { // 处理中间件
if (path === '/' || path === pathname || pathname.starWidth(path + '/')) {
handler(req, res, next)
} else { // 继续遍历
next();
}
} else { // 处理路由
if ((method === m || method === 'all') && (path === pathname || path === "*")) {
handler(req, res);
} else {
next();
}
}
}
可以看到是递归方法的遍历routes数组。
而且我们可以发现,如果是使用中间件的话,那么只要path是“/”或者前缀匹配,这个中间件就会执行。由于handler会用到参数req和res。所以这个next方法要在 listen里面定义。
如下代码所示:
// myExpress.js
let http = require('http');
const url = require('url');
function createApplication() {
let app = {};
app.routes = [];
let index = 0;
app.use = function (path, handler) {
let layer = {
method: "middle",
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
app.all = function (path, handler) {
let layer = {
method: "all",
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
http.METHODS.forEach(method => {
method = method.toLocaleLowerCase()
app[method] = function (path, handler) {
let layer = {
method,
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
});
app.listen = function () {
let server = http.createServer(function (req, res) {
// 取出layer
// 1. 获取请求的方法
let m = req.method.toLocaleLowerCase();
let { pathname } = url.parse(req.url, true);
// 2.找到对应的路由,执行回调方法
function next() {
// 已经迭代完整个数组,还是没有找到匹配的路径
if (index === app.routes.length) return res.end('Cannot find ')
let { method, path, handler } = app.routes[index++] // 每次调用next就去下一个layer
if (method === 'middle') { // 处理中间件
if (path === '/' || path === pathname || pathname.starWidth(path + '/')) {
handler(req, res, next)
} else { // 继续遍历
next();
}
} else { // 处理路由
if ((method === m || method === 'all') && (path === pathname || path === "*")) {
handler(req, res);
} else {
next();
}
}
}
next()
res.end('hahha')
})
server.listen(...arguments);
}
return app;
}
module.exports = createApplication;
当我们请求路径就会发现中间件确实执行成功。
不过,这里的中间价实现还不够完美。
因为,我们使用中间件的时候,是可以不用传递路由的。例如:
app.use((req,res) => {
console.log("我是没有路由的中间价");
})
这也是可以使用的,那该怎么实现呢,其实非常简单,判断一下有没有传递路径就好了,没有的话,就给个默认路径“/”,实现代码如下:
app.use = function (path, handler) {
if(typeof path !== "string") { // 第一个参数不是字符串,说明不是路径,而是方法
handler = path;
path = "/"
}
let layer = {
method: "middle",
path,
handler
}
app.routes.push(layer)
}
看,是不是很巧妙,很容易。
我们试着访问路径“/middle”
咦?第一个中间件没有执行,为什么呢?
对了,使用中间件的时候,最后要执行next(),才能交给下一个中间件或者路由执行。
当我们请求“/middle”路径的时候,可以看到确实请求成功,中间件也成功执行。说明我们的逻辑没有问题。
实际上,中间件已经完成了,但是别忘了,还有个错误中间件?
什么是错误中间件?
错误处理中间件函数的定义方式与其他中间件函数基本相同,差别在于错误处理函数有四个自变量而不是三个,专门具有特征符 (err, req, res, next):
app.use(function(err, req, res, next) {
console.error(err.stack);
res.status(500).send('Something broke!');
});
当我们的在执行next()方法的时候,如果抛出了错误,是会直接寻找错误中间件执行的,而不会去执行其他的中间件或者路由。
举个例子:
如图所示,当第一个中间件往next传递参数的时候,表示执行出现了错误。然后就会跳过其他陆游和中间件和路由,直接执行错误中间件。当然,执行完错误中间件,就会继续执行后面的中间件。
例如:
如图所示,错误中间件的后面那个是会执行的。
那原理该怎么实现呢?
很简单,直接看代码解释,只需在next里多加一层判断即可:
function next(err) {
// 已经迭代完整个数组,还是没有找到匹配的路径
if (index === app.routes.length) return res.end('Cannot find ')
let { method, path, handler } = app.routes[index++] // 每次调用next就去下一个layer
if( err ){ // 如果有错误,应该寻找中间件执行。
if(handler.length === 4) { //找到错误中间件
handler(err,req,res,next)
}else { // 继续徐州
next(err)
}
}else {
if (method === 'middle') { // 处理中间件
if (path === '/' || path === pathname || pathname.starWidth(path + '/')) {
handler(req, res, next)
} else { // 继续遍历
next();
}
} else { // 处理路由
if ((method === m || method === 'all') && (path === pathname || path === "*")) {
handler(req, res);
} else {
next();
}
}
}
}
看代码可见在next里判断err有没有值,就可以判断需不需要查找错误中间件来执行了。
如图所示,请求/middle路径,成功执行。
到此,express框架的实现就大功告成了。
学习总结
通过这次express手写原理的实现,更加深入地了解了express的使用,发现:
中间件和路由都是push进一个routes数组里的。 当执行中间件的时候,会传递next,使得下一个中间件或者路由得以执行 当执行到路由的时候就不会传递next,也使得routes的遍历提前结束 当执行完错误中间件后,后面的中间件或者路由还是会执行的。
最后
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