koa-router源码分析
koa-router是什么
koa-router的github主页给出的定义是：
Router middleware for koa.
定义非常简洁，含义也一目了然，它就是koa的路由中间件。koa为了自身的轻量，不在内核方法中绑定任何中间件，而路由功能对于一个web框架来说，又是必不可少的基础功能。因此koa-router为koa提供了强大的路由功能。
提到路由中间件，这里补充两点，对于后面理解koa-router非常有帮助。
- 什么是中间件
中间件（Middleware） 是一个函数，它可以访问请求对象（request object (req)）, 响应对象（response object (res)）, 和 web 应用中处于请求-响应循环流程中的中间件，一般被命名为 next 的变量。
中间件的功能包括：
执行任何代码。
修改请求和响应对象。
终结请求-响应循环。
调用堆栈中的下一个中间件。
如果当前中间件没有终结请求-响应循环，则必须调用 next() 方法将控制权交给下一个中间件，否则请求就会挂起。
- router和route的区别
route就是一条路由，它将一个URL路径和一个函数进行映射，如/users => getAllUsers()
router可以理解为一个容器，管理所有route，当接收到一个http请求，根据请求url和请求方法去匹配对应的中间件，这个过程由router管理。
koa-router源码结构
如上图，koa-router的源码结构非常简单，核心文件只有router.js和layer.js两个文件，代码量也非常少，包括注释在内总共不超过1000行。通过package.json文件中的main字段，找到入口文件是“lib/router.js”。router.js文件定义了一个构造函数Router，并在Router上定义了一个静态方法和一些原型方法，如下图所示。
layer.js文件定义了一个构造函数Layer,并在Layer上定义了几个原型方法，如下图所示。
基本用法
var Koa = require('koa');
var Router = require('koa-router');
var app = new Koa();
var router = new Router();
router.get('/', (ctx, next) => {
// ctx.router available
});
app
.use(router.routes())
.listen(3000);实例化一个koa-router，注册相应路由中间件，然后通过routes方法生成一个koa中间件并挂载到koa上，这样就给koa添加了最基本的路由功能。
router.js源码分析
...
var methods = require('methods');
...
module.exports = Router;
// Router构造函数
function Router(opts) {
// 宽容性处理，如果没通过new调用，仍然返回new调用后的实例
if (!(this instanceof Router)) {
return new Router(opts);
}
this.opts = opts || {}; // 实例化时传入的参数
// 这里的methods和上面require的methods有什么关系？
this.methods = this.opts.methods || [
'HEAD',
'OPTIONS',
'GET',
'PUT',
'PATCH',
'POST',
'DELETE'
];
this.params = {};
this.stack = []; // 存储Layer实例，那么Layer是什么？
};
// 定义get|post|put|...方法
methods.forEach(function (method) {
...
});首先定义一个了构造函数Router，实例化时支持传入一个对象参数，构造函数里初始化了一些实例属性。
构造函数Router里面的this.methods和外部require的methods有什么关系？
this.methods由上面给出的7种http请求方法组成；
外部引入的methods等价于Node.js中的http.METHODS转化为小写后的形式，即：
methods = [ 'acl', 'bind', 'checkout', 'connect', 'copy', 'delete', 'get', 'head', 'link', 'lock', 'm-search', 'merge', 'mkactivity', 'mkcalendar', 'mkcol', 'move', 'notify', 'options', 'patch', 'post', 'propfind', 'proppatch', 'purge', 'put', 'rebind', 'report', 'search', 'subscribe', 'trace', 'unbind', 'unlink', 'unlock', 'unsubscribe' ]
this.methods是methods的一个子集，搞清楚它们的值是什么后，我们来看一下它们的含义，this.methods是koa-router默认支持的http请求方法，如果没有在构造函数定义其他方法，那么采用默认支持方法之外的http方法请求时，会抛出异常。(在allowedMethods方法里实现)
Router实例的get/post等方法在哪定义的呢？看下面这段代码
methods.forEach(function (method) {
Router.prototype[method] = function (name, path, middleware) {
var middleware; // 是一个数组，支持传入多个中间件
// 支持传2个参数或3个参数，如果传2个参数，则name值为null
if (typeof path === 'string' || path instanceof RegExp) {
middleware = Array.prototype.slice.call(arguments, 2);
} else {
middleware = Array.prototype.slice.call(arguments, 1);
path = name;
name = null;
}
this.register(path, [method], middleware, {
name: name
});
return this;
};
});下一步走到register函数，register函数的作用是根据路由、http请求方法、处理函数、自定义配置实例化一个Layer，Layer实例包含一些属性（如regexp）用来进行路由匹配。这里可能对Layer还是不太理解，首先Layer是一个构造函数，它定义了一些重要的属性，这些属性的作用是为了在routes方法里进行路由匹配和执行对应的中间件，Layer也就相当于我们在第一部分提到的route，它定义了一个URL和对应中间件的映射关系，有了这个对应关系，我们就可以对到来的请求进行路由匹配和执行对应的中间件。然后把Layer实例push到Router实例的stack中。
Router.prototype.register = function (path, methods, middleware, opts) {
opts = opts || {};
var router = this;
var stack = this.stack;
// support array of paths
if (Array.isArray(path)) {
path.forEach(function (p) {
router.register.call(router, p, methods, middleware, opts);
});
return this;
}
// create route
var route = new Layer(path, methods, middleware, {
end: opts.end === false ? opts.end : true, // When false the path will match at the beginning. (default: true)
name: opts.name,
sensitive: opts.sensitive || this.opts.sensitive || false, // 大小写敏感
strict: opts.strict || this.opts.strict || false, // 反斜杠是否必须
prefix: opts.prefix || this.opts.prefix || "",
ignoreCaptures: opts.ignoreCaptures
});
if (this.opts.prefix) {
route.setPrefix(this.opts.prefix);
}
// add parameter middleware
Object.keys(this.params).forEach(function (param) {
route.param(param, this.params[param]);
}, this);
stack.push(route);
return route;
};接下来我们看一个非常重要的函数，routes函数返回了一个dispatch函数，名字是不是非常眼熟，koa-compose里也有一个dispatch函数。返回的dispatch函数作为一个koa中间件。它从koa中间件的第一个参数context对象中拿到url，然后进行路由匹配，匹配失败则执行一下koa中间件；匹配成功，则执行相应的中间件。
Router.prototype.routes = Router.prototype.middleware = function () {
var router = this;
var dispatch = function dispatch(ctx, next) {
debug('%s %s', ctx.method, ctx.path);
var path = router.opts.routerPath || ctx.routerPath || ctx.path;
// 调用Router原型上的match方法，返回一个matched对象
// match方法在下面再分析
var matched = router.match(path, ctx.method);
var layerChain, layer, i;
// 当koa上挂载多个Router实例时，if可能会被执行到
if (ctx.matched) {
ctx.matched.push.apply(ctx.matched, matched.path);
} else {
ctx.matched = matched.path;
}
ctx.router = router;
// 没有匹配到路由，执行下一个中间件
// 如果匹配到路由，匹配的路由方法中没有调用next()方法时，下一个中间件就不会执行了
if (!matched.route) return next();
var matchedLayers = matched.pathAndMethod
var mostSpecificLayer = matchedLayers[matchedLayers.length - 1]
ctx._matchedRoute = mostSpecificLayer.path;
if (mostSpecificLayer.name) {
ctx._matchedRouteName = mostSpecificLayer.name;
}
// 对匹配到的路由中间件数组做一个处理
// 在每一个路由中间件前面添加一个中间件，
// 给ctx添加3个属性（路由path、路由参数对象、路由命名）
// 这样后面的路由中间件就能方便地获取到ctx上的这3个属性
layerChain = matchedLayers.reduce(function(memo, layer) {
memo.push(function(ctx, next) {
ctx.captures = layer.captures(path, ctx.captures);
ctx.params = layer.params(path, ctx.captures, ctx.params);
ctx.routerName = layer.name;
return next();
});
return memo.concat(layer.stack);
}, []);
return compose(layerChain)(ctx, next);
};
dispatch.router = this;
return dispatch;
};下面我们看一下Router原型上的match方法的代码
Router.prototype.match = function (path, method) {
var layers = this.stack;
var layer;
var matched = {
path: [],
pathAndMethod: [],
route: false
};
// 遍历所有路由（layer实例，即处理后的route）
for (var len = layers.length, i = 0; i < len; i++) {
layer = layers[i];
debug('test %s %s', layer.path, layer.regexp);
// 通过正则匹配path
if (layer.match(path)) {
matched.path.push(layer);
// 匹配http请求方法
if (layer.methods.length === 0 || ~layer.methods.indexOf(method)) {
matched.pathAndMethod.push(layer); // 这里是真正要执行的路由方法
if (layer.methods.length) matched.route = true;
}
}
}
return matched;
};Router原型上的match方法主要是调用Layer原型上的的match方法，即通过正则匹配path，匹配成功之后再匹配http请求方法，当都匹配成功，将matched.route置为true，表示路由匹配成功。
至此，Router原型上的几个核心函数就讲解完了，其他一些函数就不展开分析了。
layer.js源码分析
layer.js定义了一个构造函数Layer，它对path|methods|middleware|opts进行一些处理，比如将路由path统一转换为正则表达式，将中间件统一转换为数组形式等，相当定义我们的route。Layer原型对象上定义了一些方法，如match用于路由路径匹配，params方法用于提取路由参数对象，captures用于提取路由path等。
// 构造函数
function Layer(path, methods, middleware, opts) {
this.opts = opts || {};
this.name = this.opts.name || null;
this.methods = [];
this.paramNames = []; // 保存路由参数名
this.stack = Array.isArray(middleware) ? middleware : [middleware];
// GET方法前添加一个HEAD方法
methods.forEach(function(method) {
var l = this.methods.push(method.toUpperCase());
if (this.methods[l-1] === 'GET') {
this.methods.unshift('HEAD');
}
}, this);
// ensure middleware is a function
this.stack.forEach(function(fn) {
var type = (typeof fn);
if (type !== 'function') {
throw new Error(
methods.toString() + " `" + (this.opts.name || path) +"`: `middleware` "
+ "must be a function, not `" + type + "`"
);
}
}, this);
this.path = path;
// 将路由、路由参数转化成正则表达式形式（match方法即通过这个正则表达式去匹配path）
this.regexp = pathToRegExp(path, this.paramNames, this.opts);
debug('defined route %s %s', this.methods, this.opts.prefix + this.path);
};本文对koa-router整体流程和核心函数进行了一些简单的分析，有表述不正确的地方，希望大家批评指出。
参考列表：
https://cnodejs.org/topic/578...
https://cnodejs.org/topic/579...
https://www.cnblogs.com/chris...