Express是一個(gè)基于Node.js的輕量級(jí)web開發(fā)框架,具有體積小,使用靈活等特點(diǎn)。查看Express的源碼,如果不計(jì)供使用的中間件,主體框架只有一千余行代碼,非常簡(jiǎn)練。
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Express模型的核心為Express中定義的路由和路由器。分析Express源碼可發(fā)現(xiàn)Express的路由提供多種靈活的應(yīng)用模式。
我們首先介紹一下Express中的路由、路由器相關(guān)概念、結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn),然后針對(duì)典型場(chǎng)景描述使用Express路由的四種應(yīng)用模式。
Express具有典型的MVC模型特征。我們將路由定義為一個(gè)二元組route=(path, endpoint):其中path為HTTP請(qǐng)求的路徑,endpoint為請(qǐng)求路徑應(yīng)映射到的端點(diǎn)(端點(diǎn)可視為處理該請(qǐng)求的實(shí)體),則Express中的路由器負(fù)責(zé)將請(qǐng)求映射到對(duì)應(yīng)端點(diǎn)進(jìn)行處理。
Express中的路由器分為兩種類型:
app類型的路由器常使用如下代碼創(chuàng)建:
var express = require('express'); var app = express();
router類型的路由器常使用如下代碼創(chuàng)建:
var express = require('express'); var router = express.Router();
app和router是形為function(request, response, next)形式的函數(shù)對(duì)象,使用app.verb(),router.verb()形式函數(shù)實(shí)現(xiàn)路由注冊(cè)(路由注冊(cè)本質(zhì)上是一個(gè)觀察者模式)。
app.verb()和router.verb()中的verb常使用use、get、post、put、delete、route等動(dòng)詞,不同動(dòng)詞管轄的HTTP請(qǐng)求方法范圍不同,這些動(dòng)詞函數(shù)的參數(shù)形式常為(pathExp, handleCallback)形式:其中pathExp表示請(qǐng)求路徑,可為正則表達(dá)式;handleCallback為路徑映射處理函數(shù)。
app是Express框架所構(gòu)建程序的請(qǐng)求處理入口,app可作為頂層路由器使用,在應(yīng)用中也可掛載下級(jí)路由器(使用router對(duì)象)以實(shí)現(xiàn)分級(jí)路由。其間的關(guān)系可由下圖表示:
考察如下代碼:
app.use('/reports', router1); router1.get('/queryMySQL/:id', queryMysqlData, handleQueryData);
對(duì)于http請(qǐng)求URL“/reports/querymysql/1”,Express中的路由器將此請(qǐng)求路由到queryMysqlData函數(shù)處理。
對(duì)于一個(gè)使用restful風(fēng)格的應(yīng)用, 讓我們想一想在不使用Express的時(shí)候如何在Node.js中處理rest請(qǐng)求,我們常常會(huì)寫下如下示例代碼:
var server = http.createServer(function (request, response) { switch (request.url) { case 'uri1' handleUri1 (request, response); break; case ' uri2' handleU ri2(request, response); break; case ' uri3' handleU ri3 (request, response); break; case ' uri4' handleU ri4 (request, response); break; ... default: logToConsole('unknown path:' + path); response.writeHead(404); response.end("404 Not found"); break; } }
Express將上面代碼中對(duì)每個(gè)rest資源的操作(switch分支)轉(zhuǎn)換為路由,路由中的路徑為rest資源的URI,處理端點(diǎn)為function(request, response, next)形式、對(duì)rest資源的操作函數(shù)。
常使用app.route函數(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的restful接口,如下示例代碼:
app.route('/uri1') .get(function(req, res) { handleGetUri1(); }) .post(function(req, res) { handlePost Uri1 (); }) .put(function(req, res) { handlePut Uri 1(); }) .delete(function(req, res) { handleDeleteUri 1(); });
在處理不同路徑的HTTP請(qǐng)求時(shí),常常需要在請(qǐng)求處理前和處理后做一些通用操作,這種應(yīng)用需求是一個(gè)典型的AOP應(yīng)用要求。
Express中允許定義一個(gè)具有通配路徑的路由,在調(diào)用其它路徑的路由前會(huì)先調(diào)用該通配路徑路由。此通配路徑路由也成為其它路徑路由切面的一個(gè)注入點(diǎn),考察如下示例代碼:
router.use(function timelog(req,res,next){ console.log("receive report request time is:",Date.now()); next(); //注意next函數(shù)的使用,必須聲明該函數(shù)才能調(diào)用后繼映射函數(shù) }); router.get('/chart1', proxy({ target: 'http://127.0.0.1:8082', changeOrigin: true, pathRewrite: { '^/reports/chart1': '/loadChart1' } })); router.get('/querymysql/:id', queryMysqlData, handleQueryData);
上述代碼中,在執(zhí)行router的'/chart1'路由和'/querymysql/:id'路由之前都會(huì)執(zhí)行timelog函數(shù),在日志中記錄當(dāng)前路由執(zhí)行時(shí)間。
在Node.js中,由于多使用異步函數(shù),常會(huì)出現(xiàn)異步回調(diào)函數(shù)中嵌套異步回調(diào)函數(shù)的情形。當(dāng)出現(xiàn)多重異步回調(diào)時(shí),則代碼會(huì)變得混亂和難以維護(hù)。
考察一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景:應(yīng)用需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行多次查詢,并對(duì)多次查詢的結(jié)果綜合處理。若使用數(shù)據(jù)庫(kù)提供的異步查詢接口,則需要在前一個(gè)查詢操作的回調(diào)函數(shù)中進(jìn)行下一個(gè)查詢操作,若寫在一個(gè)回調(diào)函數(shù)中,代碼顯臃腫。
Express的一個(gè)路由可定義多個(gè)處理函數(shù),這些處理函數(shù)可設(shè)計(jì)為鏈?zhǔn)秸{(diào)用,實(shí)現(xiàn)了責(zé)任鏈模式,考察如下代碼:
app.get('/test',function(req,res,next){ handle1(); next(); },function(req,res,next){ handle2(); next(); },function(req,res,next){ handle3(); });
上述代碼中:handle1, handle2, handle3構(gòu)成了一個(gè)處理責(zé)任鏈“handle1->handle2->handle3”,通過(guò)next函數(shù)指引鏈?zhǔn)秸{(diào)用。
Express中路由的責(zé)任鏈應(yīng)用特性使得多重異步嵌套的代碼變得清晰和優(yōu)雅。
針對(duì)本節(jié)開始提到的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢應(yīng)用場(chǎng)景,下面的示例代碼展示了責(zé)任鏈模式的應(yīng)用特點(diǎn)。
router.get('/querymysql/:id', queryMysqlData, handleQueryData); //查詢mysql表中的數(shù)據(jù) function queryMysqlData(req, res, next) { if ("id" in req.params) { dbpool.query(" select * from articles where id=?" ,[req.params.id], function (err, rows, fields) { if (err) { res.send(err.stack); } else { if (rows && rows.length > 0) { console.log('The queried rows is: ', rows.length); res.articles = rows; next(); } else { res.send("no query results!"); } } }); } else { res.send("invalid query params!"); } } //處理查詢mysql后得到的數(shù)據(jù) function handleQueryData(req, res) { if ("articles" in res) { res.send("id:" + req.params.id + ";title:" + res.articles[0].title); }else{ res.send("no query data handled!"); } }
上節(jié)提到的責(zé)任鏈模式本質(zhì)上是一個(gè)逐級(jí)調(diào)用模型。在分布式服務(wù)架構(gòu)(微服務(wù)架構(gòu))中,深度調(diào)用常常需要考慮調(diào)用可達(dá)性問(wèn)題,即需要考慮某級(jí)調(diào)用會(huì)否一直不響應(yīng)。調(diào)用可達(dá)性問(wèn)題常使用熔斷器模式,即在調(diào)用端設(shè)置一個(gè)熔斷器,熔斷條件產(chǎn)生時(shí),熔斷器發(fā)生熔斷,返回給調(diào)用方調(diào)用失敗信息。
考慮這樣的應(yīng)用場(chǎng)景:對(duì)于一些有處理時(shí)間要求的請(qǐng)求,當(dāng)在指定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有完成處理,需要向請(qǐng)求方返回處理失敗信息。針對(duì)此應(yīng)用場(chǎng)景,可在Express路由中設(shè)置超時(shí)熔斷器,當(dāng)處理超時(shí),開啟熔斷器,通知請(qǐng)求方本次處理請(qǐng)求失敗。
上述應(yīng)用場(chǎng)景可使用如下示例代碼應(yīng)對(duì):
app.get('/circuit',function(req, res, next){ var bt=setTimeout(function () { next('route'); //觸發(fā)熔斷 },3000); //設(shè)置熔斷時(shí)間為3秒 res.breakTimer = bt; next(); },function(req,res,next){ handle2(); next(); },function(req,res,next){ handle3(); clearTimeout(res.breakTimer);//正常執(zhí)行完畢,取消熔斷定時(shí)器 }); app.get('/circuit ',function(req,res,next){ if(!res.finished){ //如果還沒(méi)有響應(yīng),啟動(dòng)熔斷 //返回給調(diào)用者熔斷信息 res.send("breakCondition is true, notify the invoker."); } });
本文介紹了Express框架中路由和路由器的概念、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),并針對(duì)典型應(yīng)用場(chǎng)景歸納了REST、AOP、責(zé)任鏈、熔斷器四種應(yīng)用模式,可用于應(yīng)用開發(fā)中的一些常用場(chǎng)景。
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