expressjs源码解读(一) —— http(s)模块

expressjs是目前最流行的node.js web服务器框架，很多前辈都说看expressjs的源码，特别是connect的源码有很大帮助，最近闲下来了，我也来研究一下expressjs到底有何秘密，提升一下自己的node.js水平，顺便看看expressjs有没有什么地方不合理，或是可以提升一下性能。

我使用expressjs做过一些简单的2次开发，但是都没有去修改它的源码，只是在expressjs的基础上封装了一些方法，丰富了一些api。所以对于expressjs的API比较熟悉，但是对于源码还是很陌生的，第一次看，利用expressjs搭建了一个个人站：spout.cnodejs.net

1、神秘的app

大家使用expressjs第一影响便是使用app来创建一个web服务器，接下来我就以app为线索解读源码。

var app = require('express').createServer();
app.get('/', function(req, res){
  res.send('hello world');
});
app.listen(3000);

这个app是什么呢？打开lib文件夹express.js文件，我们看到：

1	var exports = module.exports = connect.middleware;

原来require(‘express’)就是加载了connect.middleware，至于这个connect.middleware是什么，我们下一节讨论connect时再说。

回到app，我们看createServer这个方法：

exports.createServer = function(options){
  if ('object' == typeof options)  return new HTTPSServer(options, Array.prototype.slice.call(arguments, 1));
 else return new HTTPServer(Array.prototype.slice.call(arguments));
};

这里为了缩小篇幅，我把一些大括号去掉了，下同。require(‘express’).createServer()方法是expressjs为connect.middleware新增加的一个方法，返回一个httpserver实例或者httpsserver实例，我们以常用的httpserver为主来解读app。

2、http.js模块

从上我们知道，http.js模块就是exports一个httpserver的类，我们看一下这个类：

var app = HTTPServer.prototype;
function HTTPServer(middleware){
  connect.HTTPServer.call(this, []);
  this.init(middleware);
};

这里的app并不是我们上面说的app，而是供http.js内部使用的一个变量，虽然它也有和上面那个app一样的属性和方法。

函数里的内容是典型的js类继承方式，不理解的同学可以看我的另外一篇blog，<关于js的继承>。

通过connect.HTTPServer.call(this, []);这行代码可以让httpserver类继承connect.HTTPServer类的所有属性和方法。当然这里还少一行代码：

HTTPServer.prototype.constructor = HTTPServer; 这样实例化httpserver以后查找它的construcor属性不会出错，而是指向httpserver。

这个middleware参数是什么呢？示例代码在实例化httpserver时并没有传递任何参数，我们先不管它。

我们去connect库里找一下HTTPServer,发现：

var Server = exports.Server = function HTTPServer(middleware) {
  this.stack = [];
  middleware.forEach(function(fn){
    this.use(fn);
  }, this);
  http.Server.call(this, this.handle);
};

这个方法先是将middleware文件夹下的一些中间件作为回调函数，存入this.stack数组中，即为了当有请求过来，先执行中间件的回调，然后再抛给应用者，说白了就是对请求过来的信息的封装，方便我们使用。具体middleware我们之后再讨论。

然后直接调用http.Server.call(this, this.handle);这个来注册onrequest事件，http.Server我们需要去扒开node.js源码来看了：

function Server(requestListener) {
  if (!(this instanceof Server)) return new Server(requestListener); //这里写的很巧妙，值得学习
  net.Server.call(this, { allowHalfOpen: true });

  if (requestListener) {
    this.addListener('request', requestListener);//成功注册handle方法，当有请求过来变会调用handle方法
  }

  // Similar option to this. Too lazy to write my own docs.
  // http://www.squid-cache.org/Doc/config/half_closed_clients/
  // http://wiki.squid-cache.org/SquidFaq/InnerWorkings#What_is_a_half-closed_filedescriptor.3F
  this.httpAllowHalfOpen = false;

  this.addListener('connection', connectionListener);
}

这样我们就顺利的将HTTPServer.prototype.handle方法注册到了request事件中。

接下来我们就来看handle方法，我们究竟注册了怎样一个方法给request事件呢：

Handle server requests, punting them down
the middleware stack.

这2行是对handle方法的注释，字面意思是处理服务器的请求，将他们传递给中间件的堆栈。根据字面理解这个方法就是执行之前放在stack数组中的一些回调函数的，做到重新封装或自动处理的目的。

不过在源码中只找到了：self.emit(‘request’, req, res); 目前还不知道Server.prototype.handle = function(req, res, out) {…} 中的out参数从何而来，可能在middleware中有应用吧。

handle方法中有一个闭包，function next()

layer = stack[index++];一个个取出来，等待屠宰，哈哈。

1、先判断是否有layer，如果没有则根据是否传递错误参数来输出500（内部错误）和404页面。当然其中有一个诡异的 out 参数，目前不清楚它的由来。

2、在根据一定的条件执行midddleware中的回调，或者next(),调用下一个stack中的回调。

3、app到底做了什么？

绕了这么一大大大圈的，我们的app到底做了什么呢？

我们的app其实只做了两件事情：

1、将api源码的http.createServer(fn);这样的形式改写，注册了一个request事件的回调函数handle,并且可以在任何时候修改stack堆栈的内容，达到修改中间件的目的。最后执行listen()方法，监听指定端口。也就是说一旦有客户端的request访问指定端口，则将触发handle方法，挨个将stack堆栈中的回调执行，对req进行封装，比如提供session服务，提供cookie服务或是直接响应静态文件给客户端，做到了web服务器的事情。

2、app是HTTPServer的实例，HTTPServer继承自http.Server，所以app具有http.Server的属性和方法，看node.js代码知道，http.Server原来继承自net模块，listen方法也是net模块中的，所以app是一个强化版本的http.Server实例。

4、总结

没想到一个app可以写这么多内容，我们顺藤摸瓜，探究了app对象的真实情况，感叹 connect 改写api的巧妙。最后我来分析一下上面橙色字部分的代码实现，简单改写一下：

var x = function(a){
  if (!(this instanceof arguments.callee)){
 return new arguments.callee(a);
    };
  this.u = a
}
var y = x('888');
alert(y.u);
var z = new x('888');
alert(z.u);

你会发现，alert()两次的值是相同的，这样就省略了new关键字，同时又不排斥new 关键字。扩展一下jquery的写法：

function aaa(a){
    return new aaa.prototype.init(a);
}
aaa.prototype.init = function(a){
    console.log(111);
    this.name=a;
}
aaa.prototype.init.prototype = aaa.prototype;
var a = aaa('aaa')

同样是为了不排斥new关键字，并且达到了扩充aaa类和init类都可以达到同时扩充。

可能还有一句比较诡异的：

1	Server.prototype.__proto__ = http.Server.prototype;//指向 Server.prototype 原型链的父链，

这里这么写是为了添加Server.prototype上的方法不破坏 http.Server.prototype，又可以继承 http.Server.prototype 上的方法。