Node 第二弹:Node 服务端应用路由解析

开发 前端
大家好,我是山月。在上篇文章介绍了 HTTP 报文及简单的服务端框架要素,如如何接受请求参数等。这篇文章介绍另一个常见的主题:路由。

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大家好,我是山月。在上篇文章介绍了 HTTP 报文及简单的服务端框架要素,如如何接受请求参数等。这篇文章介绍另一个常见的主题:路由。

简单路由

最简单的路由可使用 req.url 进行路由分发不同的逻辑,代码如下所示。

但是对于一个非Demo式的页面,业务逻辑都堆在一起,这显得太为简陋。

  1. const http = require('http'
  2.  
  3. const server = http.createServer((req, res) => { 
  4.   console.log(req.url) 
  5.  
  6.   let data = '' 
  7.   if (req.url === '/') { 
  8.     data = 'hello, world' 
  9.     res.end(data) 
  10.   } else if (req.url === '/json') { 
  11.     res.setHeader('Content-Type''application/json; charset=utf-8'); 
  12.     data = JSON.stringify({ username: '山月' }) 
  13.     res.end(data) 
  14.   } else if (req.url === '/input') { 
  15.     let body = '' 
  16.     req.on('data', chunk => body += chunk) 
  17.     req.on('end', () => { 
  18.       data = body 
  19.       res.end(data) 
  20.     }) 
  21.   } 
  22.    
  23. }) 
  24.  
  25. server.listen(3000) 

复杂路由

作为一个能够在生产环境使用,较为复杂的路由至少能够解析以下路由,并为单独路由配置单独的业务逻辑处理函数

  1. Method: app.post('/', handler) 
  2. Param Path: app.post('/users/:userId', handler) 

基于正则路由

目前,绝大部分服务端框架的路由都是基于正则进行匹配,如 koa、express 等。另外,前端框架的路由 vue-router 与 react-router 也是基于正则匹配。

而这些框架基于正则匹配的路由,都离不开一个库: path-to-regexp,它将把一个路由如 /user/:name 转化为正则表达式。

https://github.com/pillarjs/path-to-regexp

标题:path-to-regexp

它的 API 十分简单:

  • pathToRegexp: 可将路由转化为正则表达式
  • match: 可匹配参数
  1. const { pathToRegexp, match, parse, compile } = require('path-to-regexp'
  2.  
  3. pathToRegexp('/api/users/:userId'
  4. //=> /^\/api\/users(?:\/([^\/#\?]+?))[\/#\?]?$/i 
  5.  
  6.  
  7. const toParams = match('/api/users/:userId'
  8. toParams('/api/users/10'
  9. //=> { 
  10. //   index: 0 
  11. //   params: {userId: "12"
  12. //   path: "/api/users/12" 
  13. // } 

那这些 Node 服务器框架基于正则路由的原理是什么?

  • 注册路由。每一个路由都作为一个 Layer (在 express、koa 中),并使用 path-to-regexp 把路由路径转化为正则,作为 Layer 的属性。
  • 匹配路由。当一次请求来临时,对比路由表中每一条路由,找到匹配正则的多条路由,执行多条路由所对应的业务处理逻辑。

从上可以看出它没进行一次路由匹配的时间复杂度为: 「O(n) X 正则匹配复杂度」

基于正则路由的一些问题

性能问题先不谈,先看一个问题:

「当我们请求 /api/users/10086,有两条路由可供选择: /api/users/10086 与 /api/users/:userId,此时将会匹配哪一条路由?」

以下是由 koa/koa-router 书写, 「由于是正则匹配,此时极易出现路由冲突问题,匹配路由时与顺序极为相关。」

  1. const Koa = require("koa"); 
  2. const Router = require("@koa/router"); 
  3.  
  4. const app = new Koa(); 
  5. const router = new Router(); 
  6.  
  7. router.get("/api/users/10086", (ctx, next) => { 
  8.   console.log(ctx.router); 
  9.   ctx.body = { 
  10.     userId: 10086, 
  11.     direct: true 
  12.   }; 
  13. }); 
  14.  
  15. router.get("/api/users/:userId", (ctx, next) => { 
  16.   console.log(ctx.router); 
  17.   ctx.body = { 
  18.     userId: ctx.params.userId 
  19.   }; 
  20. }); 

基于前缀树路由 (Trie、Radix Tree、Prefix Tree)

相对于正则匹配路由而言,基于前缀树匹配更加高效,且无上述路由冲突问题。

  • find-my-way

https://github.com/delvedor/find-my-way

标题:find-my-way

  1. const http = require('http'
  2. const router = require('find-my-way')() 
  3.  
  4. const server = http.createServer((req, res) => { 
  5.   router.lookup(req, res) 
  6. }) 
  7.  
  8. router.on('GET''/api', () => {}) 
  9. router.on('GET''/api/users/:id', (req, res) => { res.end('id') }) 
  10. router.on('GET''/api/users/10086', (req, res) => { res.end('10086') }) 
  11. router.on('GET''/api/users-friends', () => {}) 
  12.  
  13. console.log(router.prettyPrint()) 
  14.  
  15. server.listen(3000) 

在上述代码中,将把所有路由路径构成前缀树。前缀树,顾名思义,将会把字符串的公共前缀提取出来。

  1. └── /api (GET) 
  2.     └── /users 
  3.         ├── / 
  4.         │   ├── 10086 (GET) 
  5.         │   └── :id (GET) 
  6.         └── -friends (GET) 

可以看出,前缀树路由的匹配时间复杂度明显小于 O(n),且每次不会有正则路由进行正则匹配的复杂度。这决定了它相比正则路由更高的性能。

Node 中最快的框架 fastify,便是内置了基于前缀树的路由。

  1. const fastify = require('fastify')() 
  2.  
  3. fastify.get('/api/users/10086', async (request, reply) => { 
  4.   return { userId: 10086, direct: true } 
  5. }) 
  6.  
  7. fastify.get('/api/users/:id', async (request, reply) => { 
  8.   const id = request.params.id 
  9.   return { userId: id } 
  10. }) 
  11.  
  12. fastify.listen(3000) 

405

在 HTTP 状态码中,与路由相关的状态码为 404、405,作为一个专业的路由库,实现一个 405 也是分内之事。

  • 301
  • 302
  • 307
  • 308
  • 404: Not Found
  • 405: Method Not Allowed
嗯,代码就不放了...
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责任编辑:武晓燕 来源: 全栈成长之路
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