前言

最早提出 Middleware 概念的是 Express，随后由原班人马打造的 Koa 不但沿用了 Middleware 的架构设计，还更加彻底的把自己定义为中间件框架。Redux也引入了 Middleware 的概念，方便独立功能的函数对 Action 进行处理。Axios虽然没有中间件，但其拦截器的用法却跟中间件十分相似。本文结合使用场景，拆解对比各大框架的 Middleware 的实现原理，。

Middleware

Middleware（中间件）本意是指位于服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信的一种通用独立的系统软件服务程序。分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。

而大前端领域，Middleware 一般指提供通用独立功能的数据处理函数，包括日志记录、数据叠加和错误处理等。

Express

Express 中应用层级的中间件的注册方式：

const stack = [];
/** 通过 use 注册 */
function use(fn) {
  stack.push(fn);
}

/** 请求到达的时候，会触发handle方法。接着next函数从队列中顺序取出并执行 */
function handle(req, res) {
  var idx = 0;
  next();
  function next() {
    var fn = stack[idx++];
    fn(req, res, next)
  }
}

Koa

Koa的 Middleware 注册跟路由无关，所有的请求都会经过注册的中间件。同时Koa 支持async/await异步编程模式：

/** 注册 */
function use(fn) {
  // 省略部分代码...
  this.middleware.push(fn);
  return this;
}

Koa 的 Middleware 顺序执行，通过?dispatch函数来控制，compose 函数对已注册的中间件列表（middleware）栈内每一个中间件函数的校验，并返回?fn? 函数。

function compose (middleware) {
  if (!Array.isArray(middleware)) throw new TypeError('Middleware stack must be an array!');
  for (const fn of middleware) {
    if (typeof fn !== 'function') throw new TypeError('Middleware must be composed of functions!');
  }

  /**
   * @param {Object} ctx
   * @return {Promise}
   * @api public
   */
  return function fn (ctx, next) {
    return dispatch(0);
    function dispatch (i) {
      let middlewareFn = middleware[i]
      try {
        return Promise.resolve(middlewareFn(ctx, dispatch.bind(null, i + 1)));
      } catch (err) {
        return Promise.reject(err);
      }
    }
  }
}

Redux

Redux中间件的参数经过柯里化，store是applyMiddleware内部传进来的，next是compose后传进来的，action是dispatch传进来的

export default function applyMiddleware(...middlewares) {
  return (createStore) =>(reducer, preloadedState) => {
    const store = createStore(reducer, preloadedState)
    let dispatch = store.dispatch;
    let chain = [];
    const middlewareAPI = {
      getState: store.getState,
      dispatch: (action) => dispatch(action)
    }
    /** 先执行一遍middleware，把第一个参数store传进去 */
    chain = middlewares.map(middleware => middleware(middlewareAPI));
    /** 传入原始的dispatch */
    dispatch = compose(...chain)(store.dispatch)
    return {
      ...store,
      dispatch
    }
  }
}

这里 compose 的返回值又重新赋值给dispatch：

function compose (...funcs) {
  if (funcs.length === 0) {
    return arg => arg
  }
  if (funcs.length === 1) {
    return funcs[0]
  }
  return funcs.reduce((a, b) =>(...args) => a(b(...args)))
}

说明我们在应用内调用的dispatch并不是store自带的，而是经过 Middleware 处理的升级版。

Axios

axios没有中间件，但有类似功能的拦截器(interceptors)，本质上都是在数据处理链路的 2 点之间，提供独立的、配置化的、可叠加的额外功能。

function Axios(instanceConfig) {
  this.defaults = instanceConfig;
  this.interceptors = {
    request: new InterceptorManager(),
    response: new InterceptorManager()
  };
}
function InterceptorManager() {
  this.handlers = [];
}
InterceptorManager.prototype.use = function use(fulfilled, rejected) {
  this.handlers.push({
    fulfilled: fulfilled,
    rejected: rejected
  });
  return this.handlers.length - 1;
};

Axios内部会维护 2 个 interceptors，它们有独立的 handlers 数组。use就是往数组添加元素而已，跟其它框架不同的是这里的数组元素不是一个函数，而是一个对象，包含fulfilled和rejected 2 个属性。第二个参数不传的时候rejected就是 undefined。

通过 promise 的链式调用，将 interceptors 串联了起来，执行顺序是：requestInterceptorChain -> chain -> responseInterceptorChain。这里有一个默认的约定，chain 里的元素都是按照[fulfilled1, rejected1, fulfilled2, rejected2]这种模式排列的，所以注册 interceptors 的时候如果没有提供第二个参数，也会有一个默认值 undefined：

Axios.prototype.request = function request(config) {
  config = mergeConfig(this.defaults, config);
  // 成对的添加元素
  var requestInterceptorChain = [];
  this.interceptors.request.forEach(function unshiftRequestInterceptors(interceptor) {
    requestInterceptorChain.unshift(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected);
  });
  
  var responseInterceptorChain = [];
  this.interceptors.response.forEach(function pushResponseInterceptors(interceptor) {
    responseInterceptorChain.push(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected);
  });
  
  var chain = [dispatchRequest, undefined];
  
  Array.prototype.unshift.apply(chain, requestInterceptorChain);
  chain.concat(responseInterceptorChain);
  
  promise = Promise.resolve(config);
  while (chain.length) {
    promise = promise.then(chain.shift(), chain.shift());
  }
  return promise;
}