Node.js学习指南

Koa 就是一种简单好用的 Web 框架。它的特点是优雅、简洁、表达力强、自由度高

# 一、基本用法

1.1 架设 HTTP 服务

只要三行代码，就可以用 Koa 架设一个 HTTP 服务。

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

app.listen(3000);

打开浏览器，访问http://127.0.0.1:3000 。你会看到页面显示"Not Found"，表示没有发现任何内容。这是因为我们并没有告诉 Koa 应该显示什么内容

1.2 Context 对象

Koa 提供一个 Context 对象，表示一次对话的上下文（包括 HTTP 请求和 HTTP 回复）。通过加工这个对象，就可以控制返回给用户的内容

  • Context.response.body属性就是发送给用户的内容
const Koa = require("koa");
const app = new Koa();

app.use(ctx => { //处理请求的中间件
    ctx.response.body = "hello world";
}).listen(3000);

上面代码中，main函数用来设置ctx.response.body。然后，使用app.use方法加载main函数

  • ctx.response代表 HTTP Response。同样地，ctx.request代表 HTTP Request

1.3 HTTP Response 的类型

Koa 默认的返回类型是text/plain，如果想返回其他类型的内容，可以先用ctx.request.accepts判断一下，客户端希望接受什么数据（根据 HTTP Request 的Accept字段），然后使用ctx.response.type指定返回类型

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

app.use(ctx => {
    if (ctx.request.accepts('xml')) {
        ctx.response.type = 'xml';
        ctx.response.body = '<data>Hello World</data>';
    } else if (ctx.request.accepts('json')) {
        ctx.response.type = 'json';
        ctx.response.body = { data: 'Hello World' };
    } else if (ctx.request.accepts('html')) {
        ctx.response.type = 'html';
        ctx.response.body = '<p>Hello World</p>';
    } else {
        ctx.response.type = 'text';
        ctx.response.body = 'Hello World';
    }
}).listen(3000);

1.4 网页模板

实际开发中，返回给用户的网页往往都写成模板文件。我们可以让 Koa 先读取模板文件，然后将这个模板返回给用户

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

app.use(ctx => {
    ctx.response.type = 'html';
    ctx.response.body = fs.createReadStream('./demos/template.html');
}).listen(3000);

# 二、路由

网站一般都有多个页面。通过ctx.request.path可以获取用户请求的路径，由此实现简单的路由

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

app.use(ctx => {
    if (ctx.request.path !== '/') {
        ctx.response.type = 'html';
        ctx.response.body = '<a href="/">Index Page1</a>';
    } else {
        ctx.response.body = 'Hello World';
    }
}).listen(3000);

2.2 koa-route 模块

原生路由用起来不太方便，我们可以使用封装好的koa-route模块

const Koa = require("koa");
const app = new Koa();
const fs = require('fs');
const route = require('koa-route');

const main = route.get("/", ctx => {
    ctx.response.type = 'html';
    ctx.response.body = '<a href="/">Index Page1</a>';
})
const about = route.get("/about", ctx => {
    ctx.response.body = 'Hello World';
})

app.use(main);
app.use(about);
app.listen(3000);

2.3 静态资源

如果网站提供静态资源（图片、字体、样式表、脚本......），为它们一个个写路由就很麻烦，也没必要。koa-static模块封装了这部分的请求

// 访问 http://localhost:3000/test.json
const Koa = require("koa");
const app = new Koa();

const path = require('path');
const serve = require('koa-static');

const main = serve(path.join(__dirname, "../public/"));

app.use(main);
app.listen(3000);

2.4 重定向

有些场合，服务器需要重定向（redirect）访问请求。比如，用户登陆以后，将他重定向到登陆前的页面。ctx.response.redirect()方法可以发出一个302跳转，将用户导向另一个路由

const Koa = require("koa");
const app = new Koa();
const route = require("koa-route");

const redirect = route.get("/redirect", ctx => {
    ctx.response.redirect('/');
    ctx.response.body = '<a href="/">Index Page</a>';
})
const main = route.get("/", ctx => {
    ctx.response.body = "hello world";
});

app.use(main);
app.use(redirect);
app.listen(3000);

# 三、中间件

3.1 Logger 功能

Koa 的最大特色，也是最重要的一个设计，就是中间件（middleware）。为了理解中间件，我们先看一下 Logger （打印日志）功能的实现

3.2 中间件的概念

"中间件"（middleware），它处在 HTTP Request 和 HTTP Response 中间，用来实现某种中间功能。app.use()用来加载中间件

  • 基本上，Koa 所有的功能都是通过中间件实现的，前面例子里面的main也是中间件
  • 每个中间件默认接受两个参数，第一个参数是 Context 对象，第二个参数是next函数。只要调用next函数，就可以把执行权转交给下一个中间件

3.3 中间件栈

多个中间件会形成一个栈结构（middle stack），以"先进后出"（first-in-last-out）的顺序执行

  • 最外层的中间件首先执行。
  • 调用next函数，把执行权交给下一个中间件。
  • ...
  • 最内层的中间件最后执行。
  • 执行结束后，把执行权交回上一层的中间件。
  • ...
  • 最外层的中间件收回执行权之后，执行next函数后面的代码
const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

const one = (ctx, next) => {
  console.log('>> one');
  next();
  console.log('<< one');
}

const two = (ctx, next) => {
  console.log('>> two');
  next();
  console.log('<< two');
}

const three = (ctx, next) => {
  console.log('>> three');
  next();
  console.log('<< three');
}

app.use(one);
app.use(two);
app.use(three);

app.listen(3000);

>> one
>> two
>> three
<< three
<< two
<< one

如果中间件内部没有调用next函数，那么执行权就不会传递下去

3.4 异步中间件

如果有异步操作（比如读取数据库），中间件就必须写成 async 函数

const fs = require('fs.promised');
const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

const main = async function (ctx, next) {
  ctx.response.type = 'html';
  ctx.response.body = await fs.readFile('./demos/template.html', 'utf8');
};

app.use(main);
app.listen(3000);

上面代码中，fs.readFile是一个异步操作，必须写成await fs.readFile()，然后中间件必须写成 async函数。

3.5 中间件的合成

koa-compose模块可以将多个中间件合成为一个

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

const logger = (ctx, next) => {
  console.log(`${Date.now()} ${ctx.request.method} ${ctx.request.url}`);
  next();
}

const main = ctx => {
  ctx.response.body = 'Hello World';
};

const middlewares = compose([logger, main]);

app.use(middlewares);
app.listen(3000);

# 四、错误处理

4.1 500 错误

如果代码运行过程中发生错误，我们需要把错误信息返回给用户。HTTP 协定约定这时要返回500状态码

  • Koa提供了ctx.throw()方法，用来抛出错误，ctx.throw(500)就是抛出500错误
const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

const main = ctx => {
  ctx.throw(500);
};

app.use(main);
app.listen(3000);

4.2 404错误

如果将ctx.response.status设置成404，就相当于ctx.throw(404)，返回404错误

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

const main = ctx => {
  ctx.response.status = 404;
  ctx.response.body = 'Page Not Found';
};

app.use(main);
app.listen(3000);

4.3 处理错误的中间件

为了方便处理错误，最好使用try...catch将其捕获。但是，为每个中间件都写try...catch太麻烦，我们可以让最外层的中间件，负责所有中间件的错误处理

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

const handler = async (ctx, next) => {
  try {
    await next();
  } catch (err) {
    ctx.response.status = err.statusCode || err.status || 500;
    ctx.response.body = {
      message: err.message
    };
  }
};

const main = ctx => {
  ctx.throw(500);
};

app.use(handler);
app.use(main);
app.listen(3000);

4.4 error 事件的监听

运行过程中一旦出错，Koa 会触发一个error事件。监听这个事件，也可以处理错误

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

const main = ctx => {
  ctx.throw(500);
};

app.on('error', (err, ctx) => {
  console.error('server error', err);
});

app.use(main);
app.listen(3000);

访问 http://127.0.0.1:3000 ，你会在命令行窗口看到"server error xxx"。

# 五、Web App 的功能

5.1 Cookies

ctx.cookies用来读写 Cookie

访问 http://127.0.0.1:3000 ，你会看到1 views。刷新一次页面，就变成了2 views。再刷新，每次都会计数增加1

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

const main = function(ctx) {
    const n = Number(ctx.cookies.get('view') || 0) + 1;
    ctx.cookies.set('view', n);
    ctx.response.body = n + ' views';
}

app.use(main);
app.listen(3000);

5.2 表单

Web应用离不开处理表单。本质上，表单就是POST 方法发送到服务器的键值对。koa-body模块可以用来从 POST 请求的数据体里面提取键值对

const Koa = require('koa');
const koaBody = require('koa-body');
const app = new Koa();

const main = async function(ctx) {
  const body = ctx.request.body;
  if (!body.name) ctx.throw(400, '.name required');
  ctx.body = { name: body.name };
};

app.use(koaBody());
app.use(main);
app.listen(3000);
  • 打开另一个命令行窗口，运行下面的命令
$ curl -X POST --data "name=Jack" 127.0.0.1:3000
{"name":"Jack"}

$ curl -X POST --data "name" 127.0.0.1:3000
name required

上面代码使用 POST 方法向服务器发送一个键值对，会被正确解析。如果发送的数据不正确，就会收到错误提示。

2.3 文件上传

koa-body模块还可以用来处理文件上传

  • 打开另一个命令行窗口，运行下面的命令，上传一个文件。注意，/path/to/file要更换为真实的文件路径
$ curl --form upload=@/path/to/file http://127.0.0.1:3000
["/tmp/file"]

const os = require('os');
const path = require('path');
const Koa = require('koa');
const fs = require('fs');
const koaBody = require('koa-body');

const app = new Koa();

const main = async function(ctx) {
  const tmpdir = os.tmpdir();
  const filePaths = [];
  const files = ctx.request.body.files || {};

  for (let key in files) {
    const file = files[key];
    const filePath = path.join(tmpdir, file.name);
    const reader = fs.createReadStream(file.path);
    const writer = fs.createWriteStream(filePath);
    reader.pipe(writer);
    filePaths.push(filePath);
  }

  ctx.body = filePaths;
};

app.use(koaBody({ multipart: true }));
app.use(main);
app.listen(3000);

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