Koa -- 基于 Node.js 平台的下一代 web 开发框架

简介

koa 是由 Express 原班人马打造的,致力于成为一个更小、更富有表现力、更健壮的 Web 框架。使用 koa 编写 web 应用,通过组合不同的 generator,可以免除重复繁琐的回调函数嵌套,并极大地提升错误处理的效率。koa 不在内核方法中绑定任何中间件,它仅仅提供了一个轻量优雅的函数库,使得编写 Web 应用变得得心应手。

安装

Koa 目前需要 >=0.11.x版本的 node 环境。并需要在执行 node 的时候附带 --harmony 来引入 generators 。 如果您安装了较旧版本的 node ,您可以安装 n (node版本控制器),来快速安装 0.11.x

$ npm install -g n
$ n 0.11.12
$ node --harmony my-koa-app.js

应用

Koa 应用是一个包含一系列中间件 generator 函数的对象。 这些中间件函数基于 request 请求以一个类似于栈的结构组成并依次执行。 Koa 类似于其他中间件系统(比如 Ruby's Rack 、Connect 等), 然而 Koa 的核心设计思路是为中间件层提供高级语法糖封装,以增强其互用性和健壮性,并使得编写中间件变得相当有趣。

Koa 包含了像 content-negotiation(内容协商)、cache freshness(缓存刷新)、proxy support(代理支持)和 redirection(重定向)等常用任务方法。 与提供庞大的函数支持不同,Koa只包含很小的一部分,因为Koa并不绑定任何中间件。

任何教程都是从 hello world 开始的,Koa也不例外^_^

var koa = require('koa');
var app = koa();

app.use(function *(){
  this.body = 'Hello World';
});

app.listen(3000);

中间件级联

Koa 的中间件通过一种更加传统(您也许会很熟悉)的方式进行级联,摒弃了以往 node 频繁的回调函数造成的复杂代码逻辑。 我们通过 generators 来实现“真正”的中间件。 Connect 简单地将控制权交给一系列函数来处理,直到函数返回。 与之不同,当执行到 yield next 语句时,Koa 暂停了该中间件,继续执行下一个符合请求的中间件('downstrem'),然后控制权再逐级返回给上层中间件('upstream')。

下面的例子在页面中返回 "Hello World",然而当请求开始时,请求先经过 x-response-timelogging 中间件,并记录中间件执行起始时间。 然后将控制权交给 reponse 中间件。当中间件运行到 yield next 时,函数挂起并将控制前交给下一个中间件。当没有中间件执行 yield next 时,程序栈会逆序唤起被挂起的中间件来执行接下来的代码。

var koa = require('koa');
var app = koa();

// x-response-time

app.use(function *(next){
  var start = new Date;
  yield next;
  var ms = new Date - start;
  this.set('X-Response-Time', ms + 'ms');
});

// logger

app.use(function *(next){
  var start = new Date;
  yield next;
  var ms = new Date - start;
  console.log('%s %s - %s', this.method, this.url, ms);
});

// response

app.use(function *(){
  this.body = 'Hello World';
});

app.listen(3000);

配置

应用配置是 app 实例属性,目前支持的配置项如下:

app.listen(...)

Koa 应用并非是一个 1-to-1 表征关系的 HTTP 服务器。 一个或多个Koa应用可以被挂载到一起组成一个包含单一 HTTP 服务器的大型应用群。

如下为一个绑定3000端口的简单 Koa 应用,其创建并返回了一个 HTTP 服务器,为 Server#listen() 传递指定参数(参数的详细文档请查看nodejs.org)。

var koa = require('koa');
var app = koa();
app.listen(3000);

app.listen(...) 实际上是以下代码的语法糖:

var http = require('http');
var koa = require('koa');
var app = koa();
http.createServer(app.callback()).listen(3000);

这意味着您可以同时支持 HTTPS 和 HTTPS,或者在多个端口监听同一个应用。

var http = require('http');
var koa = require('koa');
var app = koa();
http.createServer(app.callback()).listen(3000);
http.createServer(app.callback()).listen(3001);

app.callback()

返回一个适合 http.createServer() 方法的回调函数用来处理请求。 您也可以使用这个回调函数将您的app挂载在 Connect/Express 应用上。

app.use(function)

为应用添加指定的中间件,详情请看 Middleware

app.keys=

设置签名Cookie密钥,该密钥会被传递给 KeyGrip

当然,您也可以自己生成 KeyGrip 实例:

app.keys = ['im a newer secret', 'i like turtle'];
app.keys = new KeyGrip(['im a newer secret', 'i like turtle'], 'sha256');

在进行cookie签名时,只有设置 signedtrue 的时候,才会使用密钥进行加密:

this.cookies.set('name', 'tobi', { signed: true });

错误处理

默认情况下Koa会将所有错误信息输出到 stderr,除非 NODE_ENV 是 "test"。为了实现自定义错误处理逻辑(比如 centralized logging),您可以添加 "error" 事件监听器。

app.on('error', function(err){
  log.error('server error', err);
});

如果错误发生在 请求/响应 环节,并且其不能够响应客户端时,Contenxt 实例也会被传递到 error 事件监听器的回调函数里。

app.on('error', function(err, ctx){
  log.error('server error', err, ctx);
});

当发生错误但仍能够响应客户端时(比如没有数据写到socket中),Koa会返回一个500错误(Internal Server Error)。

无论哪种情况,Koa都会生成一个应用级别的错误信息,以便实现日志记录等目的。

Context(上下文)

Koa Context 将 node 的 requestresponse 对象封装在一个单独的对象里面,其为编写 web 应用和 API 提供了很多有用的方法。

这些操作在 HTTP 服务器开发中经常使用,因此其被添加在上下文这一层,而不是更高层框架中,因此将迫使中间件需要重新实现这些常用方法。

context 在每个 request 请求中被创建,在中间件中作为接收器(receiver)来引用,或者通过 this 标识符来引用:

app.use(function *(){
  this; // is the Context
  this.request; // is a koa Request
  this.response; // is a koa Response
});

许多 context 的访问器和方法为了便于访问和调用,简单的委托给他们的 ctx.requestctx.response 所对应的等价方法, 比如说 ctx.typectx.length 代理了 response 对象中对应的方法,ctx.pathctx.method 代理了 request 对象中对应的方法。

API

Context 详细的方法和访问器。

ctx.req

Node 的 request 对象。

ctx.res

Node 的 response 对象。

Koa 不支持 直接调用底层 res 进行响应处理。请避免使用以下 node 属性:

ctx.request

Koa 的 Request 对象。

ctx.response

Koa 的 Response 对象。

ctx.app

应用实例引用。

ctx.cookies.get(name, [options])

获得 cookie 中名为 name 的值,options 为可选参数:

注意:Koa 使用了 Express 的 cookies 模块,options 参数只是简单地直接进行传递。

ctx.cookies.set(name, value, [options])

设置 cookie 中名为 name 的值,options 为可选参数:

注意:Koa 使用了 Express 的 cookies 模块,options 参数只是简单地直接进行传递。

ctx.throw(msg, [status])

抛出包含 .status 属性的错误,默认为 500。该方法可以让 Koa 准确的响应处理状态。 Koa支持以下组合:

this.throw(403)
this.throw('name required', 400)
this.throw(400, 'name required')
this.throw('something exploded')

this.throw('name required', 400) 等价于:

var err = new Error('name required');
err.status = 400;
throw err;

注意:这些用户级错误被标记为 err.expose,其意味着这些消息被准确描述为对客户端的响应,而并非使用在您不想泄露失败细节的场景中。

ctx.respond

为了避免使用 Koa 的内置响应处理功能,您可以直接赋值 this.repond = false;。如果您不想让 Koa 来帮助您处理 reponse,而是直接操作原生 res 对象,那么请使用这种方法。

注意: 这种方式是不被 Koa 支持的。其可能会破坏 Koa 中间件和 Koa 本身的一些功能。其只作为一种 hack 的方式,并只对那些想要在 Koa 方法和中间件中使用传统 fn(req, res) 方法的人来说会带来便利。

Request aliases

以下访问器和别名与 Request 等价:

Response aliases

以下访问器和别名与 Response 等价:

请求(Request)

Koa Request 对象是对 node 的 request 进一步抽象和封装,提供了日常 HTTP 服务器开发中一些有用的功能。

API

req.header

请求头对象

req.method

请求方法

req.method=

设置请求方法,在实现中间件时非常有用,比如 methodOverride()

req.length

以数字的形式返回 request 的内容长度(Content-Length),或者返回 undefined

req.url

获得请求url地址。

req.url=

设置请求地址,用于重写url地址时。

req.originalUrl

获取请求原始地址。

req.path

获取请求路径名。

req.path=

设置请求路径名,并保留请求参数(就是url中?后面的部分)。

req.querystring

获取查询参数字符串(url中?后面的部分),不包含 ?。

req.querystring=

设置查询参数。

获取查询参数字符串,包含 ?。

req.search=

设置查询参数字符串。

req.host

获取 host (hostname:port)。 当 app.proxy 设置为 true 时,支持 X-Forwarded-Host

req.hostname

获取 hostname。当 app.proxy 设置为 true 时,支持 X-Forwarded-Host

req.type

获取请求 Content-Type,不包含像 "charset" 这样的参数。

var ct = this.request.type;
// => "image/png"

req.charset

获取请求 charset,没有则返回 undefined:

this.request.charset
// => "utf-8"

req.query

将查询参数字符串进行解析并以对象的形式返回,如果没有查询参数字字符串则返回一个空对象。

注意:该方法支持嵌套解析。

比如 "color=blue&size=small":

{
  color: 'blue',
  size: 'small'
}

req.query=

根据给定的对象设置查询参数字符串。

注意:该方法不支持嵌套对象。

this.query = { next: '/login' };

req.fresh

检查请求缓存是否 "fresh"(内容没有发生变化)。该方法用于在 If-None-Match / ETag, If-Modified-SinceLast-Modified 中进行缓存协调。当在 response headers 中设置一个或多个上述参数后,该方法应该被使用。

this.set('ETag', '123');

// cache is ok
if (this.fresh) {
  this.status = 304;
  return;
}

// cache is stale
// fetch new data
this.body = yield db.find('something');

req.stale

req.fresh 相反。

req.protocol

返回请求协议,"https" 或者 "http"。 当 app.proxy 设置为 true 时,支持 X-Forwarded-Host

req.secure

简化版 this.protocol == "https",用来检查请求是否通过 TLS 发送。

req.ip

请求远程地址。 当 app.proxy 设置为 true 时,支持 X-Forwarded-Host

req.ips

X-Forwarded-For 存在并且 app.proxy 有效,将会返回一个有序(从 upstream 到 downstream)ip 数组。 否则返回一个空数组。

req.subdomains

以数组形式返回子域名。

子域名是在host中逗号分隔的主域名前面的部分。默认情况下,应用的域名假设为host中最后两部分。其可通过设置 app.subdomainOffset 进行更改。

举例来说,如果域名是 "tobi.ferrets.example.com":

如果没有设置 app.subdomainOffset,其 subdomains 为 ["ferrets", "tobi"]。 如果设置 app.subdomainOffset 为3,其 subdomains 为 ["tobi"]

req.is(type)

检查请求所包含的 "Content-Type" 是否为给定的 type 值。 如果没有 request body,返回 undefined。 如果没有 content type,或者匹配失败,返回 false。 否则返回匹配的 content-type。

// With Content-Type: text/html; charset=utf-8
this.is('html'); // => 'html'
this.is('text/html'); // => 'text/html'
this.is('text/*', 'text/html'); // => 'text/html'

// When Content-Type is application/json
this.is('json', 'urlencoded'); // => 'json'
this.is('application/json'); // => 'application/json'
this.is('html', 'application/*'); // => 'application/json'

this.is('html'); // => false

比如说您希望保证只有图片发送给指定路由:

if (this.is('image/*')) {
  // process
} else {
  this.throw(415, 'images only!');
}

Content Negotiation

Koa request 对象包含 content negotiation 功能(由 acceptsnegotiator 提供):

如果没有提供 types,将会返回所有的可接受类型。

如果提供多种 types,将会返回最佳匹配类型。如果没有匹配上,则返回 false,您应该给客户端返回 406 "Not Acceptable"

为了防止缺少 accept headers 而导致可以接受任意类型,将会返回第一种类型。因此,您提供的类型顺序非常重要。

req.accepts(types)

检查给定的类型 types(s) 是否可被接受,当为 true 时返回最佳匹配,否则返回 falsetype 的值可以是一个或者多个 mime 类型字符串。 比如 "application/json" 扩展名为 "json",或者数组 ["json", "html", "text/plain"]

// Accept: text/html
this.accepts('html');
// => "html"

// Accept: text/*, application/json
this.accepts('html');
// => "html"
this.accepts('text/html');
// => "text/html"
this.accepts('json', 'text');
// => "json"
this.accepts('application/json');
// => "application/json"

// Accept: text/*, application/json
this.accepts('image/png');
this.accepts('png');
// => false

// Accept: text/*;q=.5, application/json
this.accepts(['html', 'json']);
this.accepts('html', 'json');
// => "json"

// No Accept header
this.accepts('html', 'json');
// => "html"
this.accepts('json', 'html');
// => "json"

this.accepts() 可以被调用多次,或者使用 switch:

switch (this.accepts('json', 'html', 'text')) {
  case 'json': break;
  case 'html': break;
  case 'text': break;
  default: this.throw(406, 'json, html, or text only');
}

req.acceptsEncodings(encodings)

检查 encodings 是否可以被接受,当为 true 时返回最佳匹配,否则返回 false。 注意:您应该在 encodings 中包含 identity

// Accept-Encoding: gzip
this.acceptsEncodings('gzip', 'deflate', 'identity');
// => "gzip"

this.acceptsEncodings(['gzip', 'deflate', 'identity']);
// => "gzip"

当没有传递参数时,返回包含所有可接受的 encodings 的数组:

// Accept-Encoding: gzip, deflate
this.acceptsEncodings();
// => ["gzip", "deflate", "identity"]

注意:如果客户端直接发送 identity;q=0 时,identity encoding(表示no encoding) 可以不被接受。虽然这是一个边界情况,您仍然应该处理这种情况。

req.acceptsCharsets(charsets)

检查 charsets 是否可以被接受,如果为 true 则返回最佳匹配, 否则返回 false

// Accept-Charset: utf-8, iso-8859-1;q=0.2, utf-7;q=0.5
this.acceptsCharsets('utf-8', 'utf-7');
// => "utf-8"

this.acceptsCharsets(['utf-7', 'utf-8']);
// => "utf-8"

当没有传递参数时, 返回包含所有可接受的 charsets 的数组:

// Accept-Charset: utf-8, iso-8859-1;q=0.2, utf-7;q=0.5
this.acceptsCharsets();
// => ["utf-8", "utf-7", "iso-8859-1"]

req.acceptsLanguages(langs)

检查 langs 是否可以被接受,如果为 true 则返回最佳匹配,否则返回 false

// Accept-Language: en;q=0.8, es, pt
this.acceptsLanguages('es', 'en');
// => "es"

this.acceptsLanguages(['en', 'es']);
// => "es"

当没有传递参数时,返回包含所有可接受的 langs 的数组:

// Accept-Language: en;q=0.8, es, pt
this.acceptsLanguages();
// => ["es", "pt", "en"]

req.idempotent

检查请求是否为幂等(idempotent)。

req.socket

返回请求的socket。

req.get(field)

返回请求 header 中对应 field 的值。

响应(Response)

Koa Response 对象是对 node 的 response 进一步抽象和封装,提供了日常 HTTP 服务器开发中一些有用的功能。

API

res.header

Response header 对象。

res.socket

Request socket。

res.status

获取 response status。不同于 node 在默认情况下 res.statusCode 为200,res.status 并没有赋值。

res.statusString

Response status 字符串。

res.status=

通过 数字状态码或者不区分大小写的字符串来设置response status:

注意:不用担心记不住这些字符串,如果您设置错误,会有异常抛出,并列出该状态码表来帮助您进行更正。

res.length=

通过给定值设置 response Content-Length。

res.length

如果 Content-Length 作为数值存在,或者可以通过 res.body 来进行计算,则返回相应数值,否则返回 undefined

res.body

获得 response body。

res.body=

设置 response body 为如下值:

如果 res.status 没有赋值,Koa会自动设置为 200204

String

Content-Type 默认为 text/html 或者 text/plain,两种默认 charset 均为 utf-8。 Content-Length 同时会被设置。

Buffer

Content-Type 默认为 application/octet-stream,Content-Length同时被设置。

Stream

Content-Type 默认为 application/octet-stream。

Object

Content-Type 默认为 application/json。

res.get(field)

获取 response header 中字段值,field 不区分大小写。

var etag = this.get('ETag');

res.set(field, value)

设置 response header 字段 field 的值为 value

this.set('Cache-Control', 'no-cache');

res.set(fields)

使用对象同时设置 response header 中多个字段的值。

this.set({
  'Etag': '1234',
  'Last-Modified': date
});

res.remove(field)

移除 response header 中字段 filed

res.type

获取 response Content-Type,不包含像 "charset" 这样的参数。

var ct = this.type;
// => "image/png"

res.type=

通过 mime 类型的字符串或者文件扩展名设置 response Content-Type

this.type = 'text/plain; charset=utf-8';
this.type = 'image/png';
this.type = '.png';
this.type = 'png';

注意:当可以根据 res.type 确定一个合适的 charset 时,charset 会自动被赋值。 比如 res.type = 'html' 时,charset 将会默认设置为 "utf-8"。然而当完整定义为 res.type = 'text/html'时,charset 不会自动设置。

res.redirect(url, [alt])

执行 [302] 重定向到对应 url

字符串 "back" 是一个特殊参数,其提供了 Referrer 支持。当没有Referrer时,使用 alt 或者 / 代替。

this.redirect('back');
this.redirect('back', '/index.html');
this.redirect('/login');
this.redirect('http://google.com');

如果想要修改默认的 [302] 状态,直接在重定向之前或者之后执行即可。如果要修改 body,需要在重定向之前执行。

this.status = 301;
this.redirect('/cart');
this.body = 'Redirecting to shopping cart';

res.attachment([filename])

设置 "attachment" 的 Content-Disposition,用于给客户端发送信号来提示下载。filename 为可选参数,用于指定下载文件名。

res.headerSent

检查 response header 是否已经发送,用于在发生错误时检查客户端是否被通知。

res.lastModified

如果存在 Last-Modified,则以 Date 的形式返回。

res.lastModified=

以 UTC 格式设置 Last-Modified。您可以使用 Date 或 date 字符串来进行设置。

this.response.lastModified = new Date();

res.etag=

设置 包含 "s 的 ETag。注意没有对应的 res.etag 来获取其值。

this.response.etag = crypto.createHash('md5').update(this.body).digest('hex');

res.append(field, val)

在 header 的 field 后面 追加 val

res.vary(field)

相当于执行res.append('Vary', field)。

相关资源

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