Koa is a new web framework designed by the team behind Express, which aims to be a smaller, more expressive, and more robust foundation for web applications and APIs. By leveraging async functions, Koa allows you to ditch callbacks and greatly increase error-handling. Koa does not bundle any middleware within its core, and it provides an elegant suite of methods that make writing servers fast and enjoyable.

上面是koa的官网的简单介绍，只需要关心一点： 中间件机制是koa的核心。 可以说，理解了中间件也就理解了koa框架的精华。而实现中间件机制的关键是compose函数。

洋葱模型的基本介绍

每个中间件需要依次处理request和response请求。这种中间件模型称为洋葱模型（Onion model）




上面的代码可以记录response请求的时间。可以看到，利用koa实现logger，代码相当简洁。

compose 1.0 版本实现

五年前，前端没有async的情况下，compose的实现其实相当复杂，利用了Thunk、generator、Co来进行异步管理。不过，可以看到即使前端变化非常之大，compose的核心理念依然没有发生改变。

不考虑任何异步情况，实现洋葱模型
function fn1(next) {
    console.log(1);
    next();
}

function fn2(next) {
    console.log(2);
    next();
}

function fn3(next) {
    console.log(3);
    next();
}

middleware = [fn1, fn2, fn3]

function compose(middleware){
   function dispatch (index){
        if(index == middleware.length) return ;
        var curr;
        curr = middleware[index];
       // 这里使用箭头函数，让函数延迟执行
        return curr(() => dispatch(++index))
  }
  dispatch(0)
};

compose(middleware);
复制代码

根据分析，最后实际上将几个函数通过串联的方式进行了连接：



express 洋葱模型 什么是洋葱模型_异步操作

对于 fn1来说，next函数就是 （）=> fn2( () => fn3())

考虑无promise的异步情况。（callback+generator)

当出现generator类型的时候，我们next允许接受Generator类型

function * fn1(next) {
    console.log(1);
   	//如果没有yield，就无法进行递归调用
    yield next();
}

function * fn2(next) {
    console.log(2);
    yield next();
}

function * fn3(next) {
    console.log(3);
    yield next();
}
middleware = [fn1, fn2, fn3]

function compose(middleware){
   function dispatch (index){
        if(index == middleware.length) return ;
        var curr;

        function* prev(){
            console.log('none');
        }
        curr = middleware[index]
        console.log(curr);
        return curr(() => dispatch(++index))
  }
  return dispatch(0)
};

compose(middleware)

复制代码

这时候运行，compose(middleware)实际上是一个 [GeneratorFunction fn1]的类型。

如果我们需要达到第一种代码的运行效果，手动执行如下：

k0 = compose(middleware).next()
k1 = k0.value
k2 = k1.next().value
k3 = k2.next()

//输出为1 2 3
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中间件多的话，手动执行就无法实现。可以增加一个自动执行generator的函数:

function co (gen) {
    let g = gen;
    function next(nex) {
        let result = nex.next();
        if(result.done) return result.value;
        if(typeof result.value == 'object') {
            next(result.value);
        }
    }
    next(g);
}

//再次执行, 输出为123
co(compose(middleware))
复制代码

generator+co的方式实现中间件代码逻辑相当复杂，上面只是考虑了三种情况下的一种。

compose 2.0 版本实现

利用promise实现
function compose(middleware){
   function dispatch (index){
        if(index == middleware.length) return ;
        var curr;

        function prev(){
            next;
        }
        curr = middleware[index];
       // 这里使用箭头函数，让函数延迟执行
        return curr(() => dispatch(++index))
  }
  dispatch(0)
};
复制代码

当异步操作使用 async/await的时候，上面compose的实现已经可以解决异步问题。（async函数可以看作同步函数）。但是，异步操作代码，如果抛出错误，上面的代码无法对错误进行捕捉。

function * fn1(next) {
    console.log(1);
    throw new Error('错误无法捕捉');
   	//如果没有yield，就无法进行递归调用
    yield next();
}
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考虑到，async其实返回一个Promise类型，我们将所有的中间件函数包裹成一个Promise对象。然后，通过 reject和 catch来进行错误处理。

function compose(middleware){
   function dispatch (index){
        if(index == middleware.length) return Promise.resolve();
        var curr;

        function prev(){
            next;
        }
        curr = middleware[index];
       // 修改成Promise对象
        return Promise.resolve(curr(() => dispatch(++index)));
  }
  dispatch(0)
};
复制代码
函数式风格实现

从上面的实现我们可以看出来，以上所有的实现，都无非是把中间件函数 fn1, fn2, fn3包裹成下列形式：



express 洋葱模型 什么是洋葱模型_异步操作

那么，对于习惯使用函数式编程的人来说，这其实是一个右向reduce的过程。

function compose () {
    return this.middlewares.reduceRight( (a, b) => () => b(a), () => {})();
}
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然后，如果需要修改返回类型是Promise类型，那么可以简单的修改为:

function compose () {
    return this.middlewares.reduceRight( (a, b) => () => Promise.resolve(b(a)), () => {})();
}
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