Node第二弹：Node服务端应用路由解析

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。

让客户满意是我们工作的目标，不断超越客户的期望值来自于我们对这个行业的热爱。我们立志把好的技术通过有效、简单的方式提供给客户，将通过不懈努力成为客户在信息化领域值得信任、有价值的长期合作伙伴，公司提供的服务项目有：域名与空间、网页空间、营销软件、网站建设、上高网站维护、网站推广。

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. 
  
  
  
  
  2. 
  
  
  
  
  3. const server = http.createServer((req, res) => {
    4. 
  
  
  
  
  4.   console.log(req.url)
    5. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6.   let data = ''
    7. 
  
  
  
  
  7.   if (req.url === '/') {
    8. 
  
  
  
  
  8.     data = 'hello, world'
    9. 
  
  
  
  
  9.     res.end(data)
    10. 
  
  
  
  
  10.   } else if (req.url === '/json') {
    11. 
  
  
  
  
  11.     res.setHeader('Content-Type', 'application/json; charset=utf-8');
    12. 
  
  
  
  
  12.     data = JSON.stringify({ username: '山月' })
    13. 
  
  
  
  
  13.     res.end(data)
    14. 
  
  
  
  
  14.   } else if (req.url === '/input') {
    15. 
  
  
  
  
  15.     let body = ''
    16. 
  
  
  
  
  16.     req.on('data', chunk => body += chunk)
    17. 
  
  
  
  
  17.     req.on('end', () => {
    18. 
  
  
  
  
  18.       data = body
    19. 
  
  
  
  
  19.       res.end(data)
    20. 
  
  
  
  
  20.     })
    21. 
  
  
  
  
  21.   }
    22. 
  
  
  
  
  22.   
    23. 
  
  
  
  
  23. })
    24. 
  
  
  
  
  24. 
  
  
  
  
  25. server.listen(3000)
    26.

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. 
  
  
  
  
  2. Param Path: app.post('/users/:userId', handler)
    3.

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. 
  
  
  
  
  2. 
  
  
  
  
  3. pathToRegexp('/api/users/:userId')
    4. 
  
  
  
  
  4. //=> /^\/api\/users(?:\/([^\/#\?]+?))[\/#\?]?$/i
    5. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6. 
  
  
  
  
  7. const toParams = match('/api/users/:userId')
    8. 
  
  
  
  
  8. toParams('/api/users/10')
    9. 
  
  
  
  
  9. //=> {
    10. 
  
  
  
  
  10. //   index: 0
    11. 
  
  
  
  
  11. //   params: {userId: "12"}
    12. 
  
  
  
  
  12. //   path: "/api/users/12"
    13. 
  
  
  
  
  13. // }
    14.

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. 
  
  
  
  
  2. const Router = require("@koa/router");
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4. const app = new Koa();
    5. 
  
  
  
  
  5. const router = new Router();
    6. 
  
  
  
  
  6. 
  
  
  
  
  7. router.get("/api/users/10086", (ctx, next) => {
    8. 
  
  
  
  
  8.   console.log(ctx.router);
    9. 
  
  
  
  
  9.   ctx.body = {
    10. 
  
  
  
  
  10.     userId: 10086,
    11. 
  
  
  
  
  11.     direct: true
    12. 
  
  
  
  
  12.   };
    13. 
  
  
  
  
  13. });
    14. 
  
  
  
  
  14. 
  
  
  
  
  15. router.get("/api/users/:userId", (ctx, next) => {
    16. 
  
  
  
  
  16.   console.log(ctx.router);
    17. 
  
  
  
  
  17.   ctx.body = {
    18. 
  
  
  
  
  18.     userId: ctx.params.userId
    19. 
  
  
  
  
  19.   };
    20. 
  
  
  
  
  20. });
    21.

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. 
  
  
  
  
  2. const router = require('find-my-way')()
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4. const server = http.createServer((req, res) => {
    5. 
  
  
  
  
  5.   router.lookup(req, res)
    6. 
  
  
  
  
  6. })
    7. 
  
  
  
  
  7. 
  
  
  
  
  8. router.on('GET', '/api', () => {})
    9. 
  
  
  
  
  9. router.on('GET', '/api/users/:id', (req, res) => { res.end('id') })
    10. 
  
  
  
  
  10. router.on('GET', '/api/users/10086', (req, res) => { res.end('10086') })
    11. 
  
  
  
  
  11. router.on('GET', '/api/users-friends', () => {})
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13. console.log(router.prettyPrint())
    14. 
  
  
  
  
  14. 
  
  
  
  
  15. server.listen(3000)
    16.

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. 
  
  
  
  
  2.     └── /users
    3. 
  
  
  
  
  3.         ├── /
    4. 
  
  
  
  
  4.         │   ├── 10086 (GET)
    5. 
  
  
  
  
  5.         │   └── :id (GET)
    6. 
  
  
  
  
  6.         └── -friends (GET)
    7.

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. 
  
  
  
  
  2. 
  
  
  
  
  3. fastify.get('/api/users/10086', async (request, reply) => {
    4. 
  
  
  
  
  4.   return { userId: 10086, direct: true }
    5. 
  
  
  
  
  5. })
    6. 
  
  
  
  
  6. 
  
  
  
  
  7. fastify.get('/api/users/:id', async (request, reply) => {
    8. 
  
  
  
  
  8.   const id = request.params.id
    9. 
  
  
  
  
  9.   return { userId: id }
    10. 
  
  
  
  
  10. })
    11. 
  
  
  
  
  11. 
  
  
  
  
  12. fastify.listen(3000)
    13.

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... 本文转载自微信公众号「全栈成长之路」，可以通过以下二维码关注。转载本文请联系全栈成长之路公众号。

本文名称：Node第二弹：Node服务端应用路由解析
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