Koa2 源码解析(1)

Koa2 源码解析

其实本来不想写这个系列文章的，因为Koa本身很精简，一共就4个文件，千十来行代码。
但是因为想写 egg[1] 的源码解析，而egg是基于Koa2的，所以就先写个Koa2的吧，用作承上启下。

[1] egg 是阿里巴巴团队开源的企业级web开发框架

面向读者

我们假定读者具备javascript基础知识，简单了解promise、generator和async。

入口

我们以 koajs中文官网 的例子作为入口。

const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

// response
app.use(ctx => {
  ctx.body = 'Hello Koa';
});

app.listen(3000);

这样就启动起来了一个Koa2网站，可以看到只做了3件事： Koa的构造函数、app实例的use函数、app实例的listen函数。

查看Koa源码的package.json文件得知，默认入口是 application.js文件，也就是上面代码的Koa，那么让我们来看看里面是什么？

Application.js

module.exports = class Application extends Emitter {

我们可以看到Application是继承自 Event 模块的事件监听器，并且 Koa2 已经使用了 ES6 的 class 语法。

构造函数

constructor() {
  super();

  this.proxy = false;
  this.middleware = [];
  this.subdomainOffset = 2;
  this.env = process.env.NODE_ENV || 'development';
  this.context = Object.create(context);
  this.request = Object.create(request);
  this.response = Object.create(response);
}

下面来看看构造函数，也没什么稀奇的。
调用父类的构造函数，然后4个属性的初始化，我们先不管它们都是干什么的。

接下来是创建3个对象context、request和response，其实这就是koa2的核心了，构造出的context表示本次请求的上下文，request和response这个大家都知道。

use函数

use(fn) {
  if (typeof fn !== 'function') throw new TypeError('middleware must be a function!');
  if (isGeneratorFunction(fn)) {
    deprecate('Support for generators will be removed in v3. ' +
              'See the documentation for examples of how to convert old middleware ' +
              'https://github.com/koajs/koa/tree/v2.x#old-signature-middleware-v1x---deprecated');
    fn = convert(fn);
  }
  debug('use %s', fn._name || fn.name || '-');
  this.middleware.push(fn);
  return this;
}

use函数更简单：判断是不是function，判断是不是generator，如果是generator那么转换一下，将fn放入middleware数组。

listen函数

listen() {
  debug('listen');
  const server = http.createServer(this.callback());
  return server.listen.apply(server, arguments);
}

listen看似也没什么，其实不然，获取createServer的callback函数是个核心的东西，我们来看下

callback() {
  const fn = compose(this.middleware);

  if (!this.listeners('error').length) this.on('error', this.onerror);

  return (req, res) => {
    res.statusCode = 404;
    const ctx = this.createContext(req, res);
    const onerror = err => ctx.onerror(err);
    onFinished(res, onerror);
    fn(ctx).then(() => respond(ctx)).catch(onerror);
  };
}

首先，把所有middleware进行了组合，使用了koa-compose，我们也不用去管他的内部实现，简单来说就是返回了一个promise数组的递归调用。

然后，我们看看这个匿名函数，把http code默认设置为404，接着利用createContext函数把node返回的req和res进行了组合创建出context，可以看看createContext函数

createContext(req, res) {
  const context = Object.create(this.context);
  const request = context.request = Object.create(this.request);
  const response = context.response = Object.create(this.response);
  context.app = request.app = response.app = this;
  context.req = request.req = response.req = req;
  context.res = request.res = response.res = res;
  request.ctx = response.ctx = context;
  request.response = response;
  response.request = request;
  context.originalUrl = request.originalUrl = req.url;
  context.cookies = new Cookies(req, res, {
    keys: this.keys,
    secure: request.secure
  });
  request.ip = request.ips[0] || req.socket.remoteAddress || '';
  context.accept = request.accept = accepts(req);
  context.state = {};
  return context;
}

这里面都是一堆的组合和赋值，例如把req挂到context下面啦、把request挂到reponse下面啦、获取下accept啦、ip啦。

回头来看看创建完context又干了些什么

const onerror = err => ctx.onerror(err);
onFinished(res, onerror);
fn(ctx).then(() => respond(ctx)).catch(onerror);

前两行没什么，给res注册了一个onerror事件，然后第三行就是具体所有middleware的执行了，所有middleware都执行完后，调用respond(ctx)函数

function respond(ctx) {
  // allow bypassing koa
  if (false === ctx.respond) return;

  const res = ctx.res;
  if (!ctx.writable) return;

  let body = ctx.body;
  const code = ctx.status;

  // ignore body
  if (statuses.empty[code]) {
    // strip headers
    ctx.body = null;
    return res.end();
  }

  if ('HEAD' == ctx.method) {
    if (!res.headersSent && isJSON(body)) {
      ctx.length = Buffer.byteLength(JSON.stringify(body));
    }
    return res.end();
  }

  // status body
  if (null == body) {
    body = ctx.message || String(code);
    if (!res.headersSent) {
      ctx.type = 'text';
      ctx.length = Buffer.byteLength(body);
    }
    return res.end(body);
  }

  // responses
  if (Buffer.isBuffer(body)) return res.end(body);
  if ('string' == typeof body) return res.end(body);
  if (body instanceof Stream) return body.pipe(res);

  // body: json
  body = JSON.stringify(body);
  if (!res.headersSent) {
    ctx.length = Buffer.byteLength(body);
  }
  res.end(body);
}

这个respond函数里面也不过是一些收尾工作，例如判断http code为空如何输出啦，http method是head如何输出啦，body返回是流或json时如何输出啦。

完事，你看koa是不是很简单，只不过是把res和req组合成了context，并提供了一些便利的函数，以及最重要的把middleware promise化了，写异步更爽了，加上es2017的async/await语法，跟C#也很像了。

接下来我们还会对context、request和response对象进行一番解析，敬请期待。