摘要：每個請求都會對應(yīng)一個響應(yīng)。一個響應(yīng)主要包括狀態(tài)行響應(yīng)頭消息體，將常用的數(shù)據(jù)封裝為類，在上面的代碼中就是該類的一個對象。執(zhí)行測試用例，報錯，提示不存在。目前在中，一個路由是由三個部分構(gòu)成路徑方法和處理函數(shù)。

這篇文章主要的目的是分析理解express的源碼，網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于源碼的分析已經(jīng)數(shù)不勝數(shù)，這篇文章準(zhǔn)備另辟蹊徑，仿制一個express的輪子，通過測試驅(qū)動的開發(fā)方式不斷迭代，正向理解express的代碼。

文章中的express源碼是參考官網(wǎng)最新版本（v4.15.4），文章的整體思路是參考早期創(chuàng)作的另一篇文章，這篇算是其升級版本。

如果你準(zhǔn)備通過本文學(xué)習(xí)express的基本原理，前提條件最好有一定的express使用經(jīng)驗，寫過一兩個基于express的應(yīng)用程序，否則對于其背后的原理理解起來難以產(chǎn)生共鳴，不易掌握。

代碼鏈接：https://github.com/WangZhecha...

在仿制express框架前，首先完成兩件事。

確認(rèn)需求。

確認(rèn)結(jié)構(gòu)。

首先確認(rèn)需求，從express的官方網(wǎng)站入手。網(wǎng)站有一個Hello world 的事例程序，想要仿制express，該程序肯定需要通過測試，將改代碼復(fù)制保存到測試目錄test/index.js。

const express = require("express")
const app = express()

app.get("/", function (req, res) {
  res.send("Hello World!")
})

app.listen(3000, function () {
  console.log("Example app listening on port 3000!")
})

接下來，確認(rèn)框架的名稱以及目錄結(jié)構(gòu)。框架的名稱叫做expross。目錄結(jié)構(gòu)如下：

expross
  |
  |-- lib
  |    | 
  |    |-- expross.js
  |
  |-- test
  |    |
  |    |-- index.js
  |
  |-- index.js

讓expross/index.js文件加載lib目錄下的expross.js文件。

module.exports = require("./lib/expross");

通過測試程序前兩行可以推斷lib/expross.js導(dǎo)出結(jié)果應(yīng)該是一個函數(shù)，所以在expross.js文件中添加如下代碼：

function createApplication() {
  return {};
}

exports = module.exports = createApplication;

測試程序中包含兩個函數(shù)，所以暫時將createApplication函數(shù)體實現(xiàn)如下：

function createApplication() {
    return {
        get: function() {
            console.log("expross().get function");
        },

        listen: function() {
            console.log("expross().listen function");
        }
    }
}

雖然無法得到想要的結(jié)果，但至少可以將測試程序跑通，函數(shù)的核心內(nèi)容可以在接下來的步驟中不斷完善。

至此，初始框架搭建完畢，修改test/index.js文件的前兩行：

const expross = require("../");
const app = expross();

運行node test/index.js查看結(jié)果。

本節(jié)是expross的第一次迭代，主要實現(xiàn)的目標(biāo)是將當(dāng)前的測試用例功能完整實現(xiàn)，一共分兩部分：

實現(xiàn)http服務(wù)器。

實現(xiàn)get路由請求。

實現(xiàn)http服務(wù)器比較簡單，可以參考nodejs官網(wǎng)的實現(xiàn)。

const http = require("http");

const hostname = "127.0.0.1";
const port = 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.statusCode = 200;
  res.setHeader("Content-Type", "text/plain");
  res.end("Hello World
");
});

server.listen(port, hostname, () => {
  console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`);
});

參考該案例，實現(xiàn)expross的listen函數(shù)。

listen: function(port, cb) {
    var server = http.createServer(function(req, res) {
        console.log("http.createServer...");
    });

    return server.listen(port, cb);
}

當(dāng)前listen函數(shù)包含了兩個參數(shù)，但是http.listen有很多重載函數(shù)，為了和http.listen一致，可以將函數(shù)設(shè)置為http.listen的“代理”，這樣可以保持expross().listen和http.listen的參數(shù)統(tǒng)一。

listen: function(port, cb) {
    var server = http.createServer(function(req, res) {
        console.log("http.createServer...");
    });

      //代理
    return server.listen.apply(server, arguments);
}

在listen函數(shù)中，我們攔截了所有http請求，每次http請求都會打印http.createServer ...,之所以攔截http請求，是因為expross需要分析每次http請求，根據(jù)http請求的不同來處理不同的業(yè)務(wù)邏輯。

在底層：

一個http請求主要包括請求行、請求頭和消息體，nodejs將常用的數(shù)據(jù)封裝為http.IncomingMessage類，在上面的代碼中req就是該類的一個對象。

每個http請求都會對應(yīng)一個http響應(yīng)。一個http響應(yīng)主要包括狀態(tài)行、響應(yīng)頭、消息體，nodejs將常用的數(shù)據(jù)封裝為http.ServerResponse類，在上面的代碼中res就是該類的一個對象。

不僅僅是nodejs，基本上所有的http服務(wù)框架都會包含request和response兩個對象，分別代表著http的請求和響應(yīng)，負(fù)責(zé)服務(wù)端和瀏覽器的交互。

在上層：

服務(wù)器后臺代碼根據(jù)http請求的不同，綁定不同的邏輯。在真正的http請求來臨時，匹配這些http請求，執(zhí)行與之對應(yīng)的邏輯，這個過程就是web服務(wù)器基本的執(zhí)行流程。

對于這些http請求的管理，有一個專有名詞 —— “路由管理”，每個http請求就默認(rèn)為一個路由，常見的路由區(qū)分策略包括URL、HTTP請求名詞等等，但不僅僅限定這些，所有的http請求頭上的參數(shù)其實都可以進(jìn)行判斷區(qū)分，例如使用user-agent字段判斷移動端。

不同的框架對于路由的管理規(guī)則略有不同，但不管怎樣，都需要一組管理http請求和業(yè)務(wù)邏輯映射的函數(shù)，測試用例中的get函數(shù)就是路由管理中的一個函數(shù)，主要負(fù)責(zé)添加get請求。

既然知道路由管理的重要，這里就創(chuàng)建一個router數(shù)組，負(fù)責(zé)管理所有路由映射。參考express框架，抽象出每個路由的基本屬性：

path 請求路徑，例如：/books、/books/1。

method 請求方法，例如：GET、POST、PUT、DELETE。

handle 處理函數(shù)。

var router = [{
    path: "*",
    method: "*",
    handle: function(req, res) {
        res.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
        res.end("404");
    }
}];

修改listen函數(shù)，將http請求攔截邏輯改為匹配router路由表，如果匹配成功，執(zhí)行對應(yīng)的handle函數(shù)，否則執(zhí)行router[0].handle函數(shù)。

listen: function(port, cb) {
    var server = http.createServer(function(req, res) {
        
        for(var i=1,len=router.length; i
實現(xiàn)get路由請求非常簡單，該函數(shù)主要是添加get請求路由，只需要將其信息加入到router數(shù)組即可。
get: function(path, fn) {
    router.push({
        path: path,
        method: "GET",
        handle: fn
    });
}
執(zhí)行測試用例，報錯，提示res.send不存在。該函數(shù)并不是nodejs原生函數(shù)，這里在res上臨時添加函數(shù)send，負(fù)責(zé)發(fā)送相應(yīng)到瀏覽器。
listen: function(port, cb) {
    var server = http.createServer(function(req, res) {
        if(!res.send) {
            res.send = function(body) {
                res.writeHead(200, {
                    "Content-Type": "text/plain"
                });
                res.end(body);
            };
        }

        ......
    });

    return server.listen.apply(server, arguments);
}
在結(jié)束這次迭代之前，拆分整理一下程序目錄：
創(chuàng)建application.js文件，將createApplication函數(shù)中的代碼轉(zhuǎn)移到該文件，expross.js文件只保留引用。
var app = require("./application");

function createApplication() {
    return app;
}

exports = module.exports = createApplication;
整個目錄結(jié)構(gòu)如下：
expross
  |
  |-- lib
  |    | 
  |    |-- expross.js
  |    |-- application.js
  |
  |-- test
  |    |
  |    |-- index.js
  |
  |-- index.js
最后，運行node test/index.js，打開瀏覽器訪問http://127.0.0.1:3000/。
3. 第二次迭代
本節(jié)是expross的第二次迭代，主要的目標(biāo)是構(gòu)建一個初步的路由系統(tǒng)。根據(jù)上一節(jié)的改動，目前的路由是用一個router數(shù)組進(jìn)行描述管理，對于router的操作有兩個，分別是在application.get函數(shù)和application.listen函數(shù)，前者用于添加，后者用來處理。
按照面向?qū)ο蟮姆庋b法則，接下來將路由系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和路由系統(tǒng)的操作封裝到一起定義一個 Router類負(fù)責(zé)整個路由系統(tǒng)的主要工作。
var Router = function() {
    this.stack = [{
        path: "*",
        method: "*",
        handle: function(req, res) {
            res.writeHead(200, {
                "Content-Type": "text/plain"
            });
            res.end("404");
        }
    }];
};


Router.prototype.get = function(path, fn) {
    this.stack.push({
        path: path,
        method: "GET",
        handle: fn
    });
};


Router.prototype.handle = function(req, res) {
    for(var i=1,len=this.stack.length; i
修改原有的application.js文件的內(nèi)容。
var http = require("http");
var Router = require("./router");


exports = module.exports = {
    _router: new Router(),

    get: function(path, fn) {
        return this._router.get(path, fn);
    },

    listen: function(port, cb) {
        var self = this;

        var server = http.createServer(function(req, res) {
            if(!res.send) {
                res.send = function(body) {
                    res.writeHead(200, {
                        "Content-Type": "text/plain"
                    });
                    res.end(body);
                };
            }

            return self._router.handle(req, res);
        });

        return server.listen.apply(server, arguments);
    }
};
這樣以后路由方面的操作只和Router本身有關(guān)，與application分離，使代碼更加清晰。
這個路由系統(tǒng)正常運行時沒有問題的，但是如果路由不斷的增多，this.stack數(shù)組會不斷的增大，匹配的效率會不斷降低，為了解決效率的問題，需要仔細(xì)分析路由的組成成分。
目前在expross中，一個路由是由三個部分構(gòu)成：路徑、方法和處理函數(shù)。前兩者的關(guān)系并不是一對一的關(guān)系，而是一對多的關(guān)系，如：
GET books/1
PUT books/1
DELETE books/1
如果將路徑一樣的路由整合成一組，顯然效率會提高很多，于是引入Layer的概念。
這里將Router系統(tǒng)中this.stack數(shù)組的每一項，代表一個Layer。每個Layer內(nèi)部含有三個變量。

path，表示路由的路徑。
handle，代表路由的處理函數(shù)。
route，代表真正的路由。

整體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
------------------------------------------------
|     0     |     1     |     2     |     3     |      
------------------------------------------------
| Layer     | Layer     | Layer     | Layer     |
|  |- path  |  |- path  |  |- path  |  |- path  |
|  |- handle|  |- handle|  |- handle|  |- handle|
|  |- route |  |- route |  |- route |  |- route |
------------------------------------------------
                  router 內(nèi)部
這里先創(chuàng)建Layer類。
function Layer(path, fn) {
    this.handle = fn;
    this.name = fn.name || "";
    this.path = path;
}


//簡單處理
Layer.prototype.handle_request = function (req, res) {
  var fn = this.handle;

  if(fn) {
      fn(req, res);
  }
};


//簡單匹配
Layer.prototype.match = function (path) {
    if(path === this.path || path === "*") {
        return true;
    }
    
    return false;
};
再次修改Router類。
var Router = function() {
    this.stack = [new Layer("*", function(req, res) {
        res.writeHead(200, {
            "Content-Type": "text/plain"
        });
        res.end("404");        
    })];
};


Router.prototype.handle = function(req, res) {
    var self = this;

    for(var i=1,len=self.stack.length; i
運行node test/index.js，訪問http://127.0.0.1:3000/一切看起來很正常，但是上面的代碼忽略了路由的屬性method。這樣的結(jié)果會導(dǎo)致如果測試用例存在問題：
app.put("/", function(req, res) {
    res.send("put Hello World!");
});

app.get("/", function(req, res) {
    res.send("get Hello World!");
});
程序無法分清PUT和GET的區(qū)別。
所以需要繼續(xù)完善路由系統(tǒng)中的Layer類中的route屬性，這個屬性才是真正包含method屬性的路由。
route的結(jié)構(gòu)如下：
------------------------------------------------
|     0     |     1     |     2     |     3     |      
------------------------------------------------
| item      | item      | item      | item      |
|  |- method|  |- method|  |- method|  |- method|
|  |- handle|  |- handle|  |- handle|  |- handle|
------------------------------------------------
                  route 內(nèi)部
創(chuàng)建Route類。
var Route = function(path) {
    this.path = path;
    this.stack = [];

    this.methods = {};
};

Route.prototype._handles_method = function(method) {
    var name = method.toLowerCase();
    return Boolean(this.methods[name]);
};

Route.prototype.get = function(fn) {
    var layer = new Layer("/", fn);
    layer.method = "get";

    this.methods["get"] = true;
    this.stack.push(layer);

    return this;
};

Route.prototype.dispatch = function(req, res) {
    var self = this,
        method = req.method.toLowerCase();

    for(var i=0,len=self.stack.length; i
在上面的代碼中，并沒有定義前面結(jié)構(gòu)圖中的item對象，而是使用了Layer對象進(jìn)行替代，主要是為了方便快捷，從另一種角度看，其實二者是存在很多共同點的。另外，為了利于理解，代碼中只實現(xiàn)了GET方法，其他方法的代碼實現(xiàn)是類似的。
既然有了Route類，接下來就改修改原有的Router類，將route集成其中。
Router.prototype.handle = function(req, res) {
    var self = this,
        method = req.method;

    for(var i=0,len=self.stack.length; i
運行node test/index.js，一切看起來和原來一樣。
這節(jié)內(nèi)容主要是創(chuàng)建一個完整的路由系統(tǒng)，并在原始代碼的基礎(chǔ)上引入了Layer和Route兩個概念，并修改了大量的代碼，在結(jié)束本節(jié)前總結(jié)一下目前的信息。
首先，當(dāng)前程序的目錄結(jié)構(gòu)如下：
expross
  |
  |-- lib
  |    | 
  |    |-- expross.js
  |    |-- application.js
  |    |-- router
  |          |
  |          |-- index.js
  |          |-- layer.js
  |          |-- route.js
  |
  |-- test
  |    |
  |    |-- index.js
  |
  |-- index.js
接著，總結(jié)一下當(dāng)前expross各個部分的工作。
application代表一個應(yīng)用程序，expross是一個工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建application對象。Router代表路由組件，負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的整個路由系統(tǒng)。組件內(nèi)部由一個Layer數(shù)組構(gòu)成，每個Layer代表一組路徑相同的路由信息，具體信息存儲在Route內(nèi)部，每個Route內(nèi)部也是一個Layer對象，但是Route內(nèi)部的Layer和Router內(nèi)部的Layer是存在一定的差異性。

Router內(nèi)部的Layer，主要包含path、route屬性。
Route內(nèi)部的Layer，主要包含method、handle屬性。

如果一個請求來臨，會現(xiàn)從頭至尾的掃描router內(nèi)部的每一層，而處理每層的時候會先對比URI，相同則掃描route的每一項，匹配成功則返回具體的信息，沒有任何匹配則返回未找到。
最后，整個路由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：
 --------------
| Application  |                                 ---------------------------------------------------------
|     |        |        ----- -----------        |     0     |     1     |     2     |     3     |  ...  |
|     |-router | ----> |     | Layer     |       ---------------------------------------------------------
 --------------        |  0  |   |-path  |       | Layer     | Layer     | Layer     | Layer     |       |
  application          |     |   |-route | ----> |  |- method|  |- method|  |- method|  |- method|  ...  |
                       |-----|-----------|       |  |- handle|  |- handle|  |- handle|  |- handle|       |
                       |     | Layer     |       ---------------------------------------------------------
                       |  1  |   |-path  |                                  route
                       |     |   |-route |       
                       |-----|-----------|       
                       |     | Layer     |
                       |  2  |   |-path  |
                       |     |   |-route |
                       |-----|-----------|
                       | ... |   ...     |
                        ----- ----------- 
                             router
3. 第三次迭代
本節(jié)是expross的第三次迭代，主要的目標(biāo)是繼續(xù)完善路由系統(tǒng)，主要工作有部分：

豐富接口，目前只支持get接口。
增加路由系統(tǒng)的流程控制。

當(dāng)前expross框架只支持get接口，具體的接口是由expross提供的，內(nèi)部調(diào)用Router.get接口，而其內(nèi)部是對Route.get的封裝。
HTTP顯然不僅僅只有GET這一個方法，還包括很多，例如：PUT、POST、DELETE等等，每個方法都多帶帶寫一個處理函數(shù)顯然是冗余的，因為函數(shù)的內(nèi)容除了和函數(shù)名相關(guān)外，其他都是一成不變的。根據(jù)JavaScript腳本語言語言的特性，這里可以通過HTTP的方法列表動態(tài)生成函數(shù)內(nèi)容。
想要動態(tài)生成函數(shù)，首先需要確定函數(shù)名稱。函數(shù)名就是nodejs中HTTP服務(wù)器支持的方法名稱，可以在官方文檔中獲取，具體參數(shù)是http.METHODS。這個屬性是在v0.11.8新增的，如果nodejs低于該版本，需要手動建立一個方法列表，具體可以參考nodejs代碼。
express框架HTTP方法名的獲取封裝到另一個包，叫做methods，內(nèi)部給出了低版本的兼容動詞列表。
function getBasicNodeMethods() {
  return [
    "get",
    "post",
    "put",
    "head",
    "delete",
    "options",
    "trace",
    "copy",
    "lock",
    "mkcol",
    "move",
    "purge",
    "propfind",
    "proppatch",
    "unlock",
    "report",
    "mkactivity",
    "checkout",
    "merge",
    "m-search",
    "notify",
    "subscribe",
    "unsubscribe",
    "patch",
    "search",
    "connect"
  ];
}
知道所支持的方法名列表數(shù)組后，剩下的只需要一個for循環(huán)生成所有的函數(shù)即可。
所有的動詞處理函數(shù)的核心內(nèi)容都在Route中。
http.METHODS.forEach(function(method) {
    method = method.toLowerCase();
    Route.prototype[method] = function(fn) {
        var layer = new Layer("/", fn);
        layer.method = method;

        this.methods[method] = true;
        this.stack.push(layer);

        return this;
    };
});
接著修改Router。
http.METHODS.forEach(function(method) {
    method = method.toLowerCase();
    Router.prototype[method] = function(path, fn) {
        var route = this.route(path);
        route[method].call(route, fn);

        return this;
    };
});
最后修改application.js的內(nèi)容。這里改動較大，重新定義了一個Application類，而不是使用字面量直接創(chuàng)建。
function Application() {
    this._router = new Router();
}


Application.prototype.listen = function(port, cb) {
    var self = this;

    var server = http.createServer(function(req, res) {
        self.handle(req, res);
    });

    return server.listen.apply(server, arguments);
};


Application.prototype.handle = function(req, res) {
    if(!res.send) {
        res.send = function(body) {
            res.writeHead(200, {
                "Content-Type": "text/plain"
            });
            res.end(body);
        };
    }

    var router = this._router;
    router.handle(req, res);
};
接著增加HTTP方法函數(shù)。
http.METHODS.forEach(function(method) {
    method = method.toLowerCase();
    Application.prototype[method] = function(path, fn) {
        this._router[method].apply(this._router, arguments);
        return this;
    };
});
因為導(dǎo)出的是Application類，所以修改expross.js文件。
var Application = require("./application");

function createApplication() {
    var app = new Application();
    return app;
}
運行node test/index.js，走起。
如果你仔細(xì)研究路由系統(tǒng)的源碼，會發(fā)現(xiàn)route本身的定義并不是像文字描述那樣。例如：
增加兩個同樣路徑的路由：
app.put("/", function(req, res) {
    res.send("put Hello World!");
});

app.get("/", function(req, res) {
    res.send("get Hello World!");
});
結(jié)果并不是想象中類似下面的結(jié)構(gòu)：
                          ---------------------------------------------------------
 ----- -----------        |     0     |     1     |     2     |     3     |  ...  |
|     | Layer     |       ---------------------------------------------------------
|  0  |   |-path  |       | Layer     | Layer     | Layer     | Layer     |       |
|     |   |-route | ----> |  |- method|  |- method|  |- method|  |- method|  ...  |
|-----|-----------|       |  |- handle|  |- handle|  |- handle|  |- handle|       |
|     | Layer     |       ---------------------------------------------------------
|  1  |   |-path  |                                  route
|     |   |-route |       
|-----|-----------|       
|     | Layer     |
|  2  |   |-path  |
|     |   |-route |
|-----|-----------|
| ... |   ...     |
 ----- ----------- 
      router
而是如下的結(jié)構(gòu)：
 ----- -----------        -------------
|     | Layer     | ----> | Layer     |
|  0  |   |-path  |       |  |- method|   route
|     |   |-route |       |  |- handle|
|-----|-----------|       -------------
|     | Layer     |       -------------      
|  1  |   |-path  | ----> | Layer     |
|     |   |-route |       |  |- method|   route     
|-----|-----------|       |  |- handle|        
|     | Layer     |       -------------
|  2  |   |-path  |       -------------  
|     |   |-route | ----> | Layer     |
|-----|-----------|       |  |- method|   route
| ... |   ...     |       |  |- handle| 
 ----- -----------        -------------
    router            
之所以會這樣是因為路由系統(tǒng)存在這先后順序的關(guān)系，如果你前面的描述結(jié)構(gòu)很有可能會丟失路由順序這個屬性。既然這樣，那Route的用處是在哪？
因為在express框架中，Route存儲的是真正的路由信息，可以當(dāng)做多帶帶的成員使用，如果想要真正前面的所描述的結(jié)果描述，你需要這樣創(chuàng)建你的代碼：
var router = express.Router();

router.route("/users/:user_id")
.get(function(req, res, next) {
  res.json(req.user);
})
.put(function(req, res, next) {
  // just an example of maybe updating the user
  req.user.name = req.params.name;
  // save user ... etc
  res.json(req.user);
})
.post(function(req, res, next) {
  next(new Error("not implemented"));
})
.delete(function(req, res, next) {
  next(new Error("not implemented"));
});
而不是這樣：
var app = expross();

app.get("/users/:user_id", function(req, res) {
    
})

.put("/users/:user_id", function(req, res) {
    
})

.post("/users/:user_id", function(req, res) {
    
})

.delete("/users/:user_id", function(req, res) {
    
});
理解了Route的使用方法，接下來就要討論剛剛提到的順序問題。在路由系統(tǒng)中，路由的處理順序非常重要，因為路由是按照數(shù)組的方式存儲的，如果遇見兩個同樣的路由，同樣的方法名，不同的處理函數(shù)，這時候前后聲明的順序?qū)⒅苯佑绊懡Y(jié)果（這也是express中間件存在順序相關(guān)的原因），例如下面的例子：
app.get("/", function(req, res) {
    res.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    res.end("first");
});

app.get("/", function(req, res) {
    res.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    res.end("second");
});
上面的代碼如果執(zhí)行會發(fā)現(xiàn)永遠(yuǎn)都返回first，但是有的時候會根據(jù)前臺傳來的參數(shù)動態(tài)判斷是否執(zhí)行接下來的路由，怎樣才能跳過first進(jìn)入second？這就涉及到路由系統(tǒng)的流程控制問題。
流程控制分為主動和被動兩種模式。
對于expross框架來說，路由綁定的處理邏輯、用戶設(shè)置的路徑參數(shù)這些都是不可靠的，在運行過程中很有可能會發(fā)生異常，被動流程控制就是當(dāng)這些異常發(fā)生的時候，expross框架要擔(dān)負(fù)起捕獲這些異常的工作，因為如果不明確異常的發(fā)生位置，會導(dǎo)致js代碼無法繼續(xù)運行，并且無法準(zhǔn)確的報出故障。
主動流程控制則是處理函數(shù)內(nèi)部的操作邏輯，以主動調(diào)用的方式來跳轉(zhuǎn)路由內(nèi)部的執(zhí)行邏輯。
目前express通過引入next參數(shù)的方式來解決流程控制問題。next是處理函數(shù)的一個參數(shù)，其本身也是一個函數(shù)，該函數(shù)有幾種使用方式：

執(zhí)行下一個處理函數(shù)。執(zhí)行next()。
報告異常。執(zhí)行next(err)。
跳過當(dāng)前Route，執(zhí)行Router的下一項。執(zhí)行next("route")。
跳過整個Router。執(zhí)行next("router")。

接下來，我們嘗試實現(xiàn)以下這些需求。
首先修改最底層的Layer對象，該對象的handle_request函數(shù)是負(fù)責(zé)調(diào)用路由綁定的處理邏輯，這里添加next參數(shù)，并且增加異常捕獲功能。
Layer.prototype.handle_request = function (req, res, next) {
  var fn = this.handle;

  try {
    fn(req, res, next);
  } catch (err) {
    next(err);
  }
};
接下來修改Route.dispath函數(shù)。因為涉及到內(nèi)部的邏輯跳轉(zhuǎn)，使用for循環(huán)按部就班不太合適，這里使用了類似遞歸的方式。
Route.prototype.dispatch = function(req, res, done) {
    var self = this,
        method = req.method.toLowerCase(),
        idx = 0, stack = self.stack;

    function next(err) {
        //跳過route
        if(err && err === "route") {
            return done();
        }

        //跳過整個路由系統(tǒng)
        if(err && err === "router") {
            return done(err);
        }

        //越界
        if(idx >= stack.length) {
            return done(err);
        }

        //不等枚舉下一個
        var layer = stack[idx++];
        if(method !== layer.method) {
            return next(err);
        }

        if(err) {
            //主動報錯
            return done(err);
        } else {
            layer.handle_request(req, res, next);
        }
    }

    next();
};
整個處理過程本質(zhì)上還是一個for循環(huán)，唯一的差別就是在處理函數(shù)中用戶主動調(diào)用next函數(shù)的處理邏輯。
如果用戶通過next函數(shù)返回錯誤、route和router這三種情況，目前統(tǒng)一拋給Router處理。
因為修改了dispatch函數(shù)，所以調(diào)用該函數(shù)的Router.route函數(shù)也要修改，這回直接改徹底，以后無需根據(jù)參數(shù)的個數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
Router.prototype.route = function route(path) {
    ...
    
    //使用bind方式
    var layer = new Layer(path, route.dispatch.bind(route));
    
    ...
};
接著修改Router.handle的代碼，邏輯和Route.dispatch類似。
Router.prototype.handle = function(req, res, done) {
    var self = this,
        method = req.method,
        idx = 0, stack = self.stack;

    function next(err) {
        var layerError = (err === "route" ? null : err);

        //跳過路由系統(tǒng)
        if(layerError === "router") {
            return done(null);
        }

        if(idx >= stack.length || layerError) {
            return done(layerError);
        }

        var layer = stack[idx++];
        //匹配，執(zhí)行
        if(layer.match(req.url) && layer.route &&
            layer.route._handles_method(method)) {
            return layer.handle_request(req, res, next);
        } else {
            next(layerError);
        }
    }

    next();
};
修改后的函數(shù)處理過程和原來的類似，不過有一點需要注意，當(dāng)發(fā)生異常的時候，會將結(jié)果返回給上一層，而不是執(zhí)行原有this.stack第0層的代碼邏輯。
最后增加expross框架異常處理的邏輯。
在之前，可以移除原有this.stack的初始化代碼，將
var Router = function() {
    this.stack = [new Layer("*", function(req, res) {
        res.writeHead(200, {
            "Content-Type": "text/plain"
        });
        res.end("404");        
    })];
};
改為
var Router = function() {
    this.stack = [];
};
然后，修改Application.handle函數(shù)。
Application.prototype.handle = function(req, res) {
  
    ...
    
    var done = function finalhandler(err) {
        res.writeHead(404, {
            "Content-Type": "text/plain"
        });

        if(err) {
            res.end("404: " + err);    
        } else {
            var msg = "Cannot " + req.method + " " + req.url;
            res.end(msg);    
        }
    };

    var router = this._router;
    router.handle(req, res, done);
};
這里簡單的將done函數(shù)處理為返回404頁面，其實在express框架中，使用的是一個多帶帶的npm包，叫做finalhandler。
簡單的修改一下測試用例證明一下成果。
var expross = require("../");
var app = expross();

app.get("/", function(req, res, next) {
    next();
})

.get("/", function(req, res, next) {
    next(new Error("error"));
})

.get("/", function(req, res) {
    res.send("third");
});

app.listen(3000, function() {
    console.log("Example app listening on port 3000!");
});
運行node test/index.js，訪問http://127.0.0.1:3000/，結(jié)果顯示：
404: Error: error
貌似目前一切都很順利，不過還有一個需求目前被忽略了。當(dāng)前處理函數(shù)的異常全部是由框架捕獲，返回的信息只能是固定的404頁面，對于框架使用者顯然很不方便，大多數(shù)時候，我們都希望可以捕獲錯誤，并按照一定的信息封裝返回給瀏覽器，所以expross需要一個返回錯誤給上層使用者的接口。
目前和上層對接的處理函數(shù)的聲明如下：
function process_fun(req, res, next) {
  
}
如果增加一個錯誤處理函數(shù)，按照nodejs的規(guī)則，第一個參數(shù)是錯誤信息，定義應(yīng)該如下所示：
function process_err(err, req, res, next) {
  
}
因為兩個聲明的第一個參數(shù)信息是不同的，如果區(qū)分傳入的處理函數(shù)是處理錯誤的函數(shù)還是處理正常的函數(shù)，這個是expross框架需要搞定的關(guān)鍵問題。
javascript中，F(xiàn)unction.length屬性可以獲取傳入函數(shù)指定的參數(shù)個數(shù)，這個可以當(dāng)做區(qū)分二者的關(guān)鍵信息。
既然確定了原理，接下來直接在Layer類上增加一個專門處理錯誤的函數(shù)，和處理正常信息的函數(shù)區(qū)分開。
//錯誤處理
Layer.prototype.handle_error = function (error, req, res, next) {
  var fn = this.handle;

  //如果函數(shù)參數(shù)不是標(biāo)準(zhǔn)的4個參數(shù)，返回錯誤信息
  if(fn.length !== 4) {
    return next(error);
  }

  try {
    fn(error, req, res, next);
  } catch (err) {
    next(err);
  }
};
接著修改Route.dispatch函數(shù)。
Route.prototype.dispatch = function(req, res, done) {
    var self = this,
        method = req.method.toLowerCase(),
        idx = 0, stack = self.stack;

    function next(err) {
    
        ...

        if(err) {
            //主動報錯
            layer.handle_error(err, req, res, next);
        } else {
            layer.handle_request(req, res, next);
        }
    }

    next();
};
當(dāng)發(fā)生錯誤的時候，Route會一直向后尋找錯誤處理函數(shù)，如果找到則返回，否則執(zhí)行done(err)，將錯誤拋給Router。
對于Router.handle的修改，因為涉及到一些中間件的概念，完整的錯誤處理將推移到下一節(jié)完成。
本節(jié)的內(nèi)容基本上完成，包括HTTP相關(guān)的動作接口的添加、路由系統(tǒng)的流程跳轉(zhuǎn)以及Route級別的錯誤響應(yīng)等等，涉及到路由系統(tǒng)剩下的一點內(nèi)容暫時放到以后講解。
4. 第四次迭代
本節(jié)是expross的第四次迭代，主要的目標(biāo)是建立中間件機(jī)制并繼續(xù)完善路由系統(tǒng)的功能。
在express中，中間件其實是一個介于web請求來臨后到調(diào)用處理函數(shù)前整個流程體系中間調(diào)用的組件。其本質(zhì)是一個函數(shù)，內(nèi)部可以訪問修改請求和響應(yīng)對象，并調(diào)整接下來的處理流程。
express官方給出的解釋如下：
Express 是一個自身功能極簡，完全是由路由和中間件構(gòu)成一個的 web 開發(fā)框架：從本質(zhì)上來說，一個 Express 應(yīng)用就是在調(diào)用各種中間件。
中間件（Middleware） 是一個函數(shù)，它可以訪問請求對象（request object (req)）, 響應(yīng)對象（response object (res)）, 和 web 應(yīng)用中處于請求-響應(yīng)循環(huán)流程中的中間件，一般被命名為 next 的變量。
中間件的功能包括：

執(zhí)行任何代碼。
修改請求和響應(yīng)對象。
終結(jié)請求-響應(yīng)循環(huán)。
調(diào)用堆棧中的下一個中間件。

如果當(dāng)前中間件沒有終結(jié)請求-響應(yīng)循環(huán)，則必須調(diào)用 next() 方法將控制權(quán)交給下一個中間件，否則請求就會掛起。
Express 應(yīng)用可使用如下幾種中間件：

應(yīng)用級中間件
路由級中間件
錯誤處理中間件
內(nèi)置中間件
第三方中間件

使用可選則掛載路徑，可在應(yīng)用級別或路由級別裝載中間件。另外，你還可以同時裝在一系列中間件函數(shù)，從而在一個掛載點上創(chuàng)建一個子中間件棧。

官方給出的定義其實已經(jīng)足夠清晰，一個中間件的樣式其實就是上一節(jié)所提到的處理函數(shù)，只不過并沒有正式命名。所以對于代碼來說Router類中的this.stack屬性內(nèi)部的每個handle都是一個中間件，根據(jù)使用接口不同區(qū)別了應(yīng)用級中間件和路由級中間件，而四個參數(shù)的處理函數(shù)就是錯誤處理中間件。
接下來就給expross框架添加中間件的功能。
首先是應(yīng)用級中間件，其使用方法是Application類上的兩種方式：Application.use 和 Application.METHOD (HTTP的各種請求方法），后者其實在前面的小節(jié)里已經(jīng)實現(xiàn)了，前者則是需要新增的。
在前面的小節(jié)里的代碼已經(jīng)說明Application.METHOD內(nèi)部其實是Router.METHOD的代理，Application.use同樣如此。
Application.prototype.use = function(fn) {
    var path = "/",
        router = this._router;

    router.use(path, fn);

    return this;
};
因為Application.use支持可選路徑，所以需要增加處理路徑的重載代碼。
Application.prototype.use = function(fn) {
    var path = "/",
        router = this._router;

    //路徑掛載
    if(typeof fn !== "function") {
        path = fn;
        fn = arguments[1];
    }

    router.use(path, fn);

    return this;
};
其實express框架支持的參數(shù)不僅僅這兩種，但是為了便于理解剔除了一些旁枝末節(jié)，便于框架的理解。
接下來實現(xiàn)Router.use函數(shù)。
Router.prototype.use = function(fn) {
    var path = "/";

    //路徑掛載
    if(typeof fn !== "function") {
        path = fn;
        fn = arguments[1];
    }

    var layer = new Layer(path, fn);
    layer.route = undefined;

    this.stack.push(layer);

    return this;
};
內(nèi)部代碼和Application.use差不多，只不過最后不再是調(diào)用Router.use，而是直接創(chuàng)建一個Layer對象，將其放到this.stack數(shù)組中。
在這里段代碼里可以看到普通路由和中間件的區(qū)別。普通路由放到Route中，且Router.route屬性指向Route對象，Router.handle屬性指向Route.dispatch函數(shù)；中間件的Router.route屬性為undefined，Router.handle指向中間件處理函數(shù)，被放到Router.stack數(shù)組中。
對于路由級中間件，首先按照要求導(dǎo)出Router類，便于使用。
exports.Router = Router;
上面的代碼添加到expross.js文件中，這樣就可以按照下面的使用方式創(chuàng)建一個多帶帶的路由系統(tǒng)。
var app = express();
var router = express.Router();

router.use(function (req, res, next) {
  console.log("Time:", Date.now());
});
現(xiàn)在問題來了，如果像上面的代碼一樣創(chuàng)建一個新的路由系統(tǒng)是無法讓路由系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯生效的，因為這個路由系統(tǒng)沒法添加到現(xiàn)有的系統(tǒng)中。
一種辦法是增加一個專門添加新路由系統(tǒng)的接口，是完全是可行的，但是我更欣賞express框架的辦法，這可能是Router叫做路由級中間件的原因。express將Router定義成一個特殊的中間件，而不是一個多帶帶的類。
這樣將多帶帶創(chuàng)建的路由系統(tǒng)添加到現(xiàn)有的應(yīng)用中的代碼非常簡單通用：
var router = express.Router();

// 將路由掛載至應(yīng)用
app.use("/", router);
這確實是一個好方法，現(xiàn)在就來將expross修改成類似的樣子。
首先創(chuàng)建一個原型對象，將現(xiàn)有的Router方法轉(zhuǎn)移到該對象上。
var proto = {};

proto.handle = function(req, res, done) {...};
proto.route = function route(path) {...};
proto.use = function(fn) { ... };

http.METHODS.forEach(function(method) {
    method = method.toLowerCase();
    proto[method] = function(path, fn) {
        var route = this.route(path);
        route[method].call(route, fn);

        return this;
    };
});
然后創(chuàng)建一個中間件函數(shù)，使用Object.setPrototypeOf函數(shù)設(shè)置其原型，最后導(dǎo)出一個生成這些過程的函數(shù)。
module.exports = function() {
    function router(req, res, next) {
        router.handle(req, res, next);
    }

    Object.setPrototypeOf(router, proto);

    router.stack = [];
    return router;
};
修改測試用例，測試一下效果。
app.use(function(req, res, next) {
    console.log("Time：", Date.now());
    next();
});

app.get("/", function(req, res, next) {
    res.send("first");
});


router.use(function(req, res, next) {
    console.log("Time: ", Date.now());
    next();
});

router.use("/", function(req, res, next) {
    res.send("second");
});

app.use("/user", router);

app.listen(3000, function() {
    console.log("Example app listening on port 3000!");
});
結(jié)果并不理想，原有的應(yīng)用程序還有兩個地方需要修改。
首先是邏輯處理問題。原有的Router.handle函數(shù)中并沒有處理中間件的情況，需要進(jìn)一步修改。
proto.handle = function(req, res, done) {
    
    ...
    
    function next(err) {
        
        ...
        
        //注意這里，layer.route屬性
        if(layer.match(req.url) && layer.route &&
            layer.route._handles_method(method)) {
            layer.handle_request(req, res, next);
        } else {
            layer.handle_error(layerError, req, res, next);
        }
    }

    next();
};
改成：
proto.handle = function(req, res, done) {

    ...

    function next(err) {
        
        ...
        
        //匹配，執(zhí)行
        if(layer.match(path)) {
            if(!layer.route) {
                //處理中間件
                layer.handle_request(req, res, next);    
            } else if(layer.route._handles_method(method)) {
                //處理路由
                layer.handle_request(req, res, next);
            }    
        } else {
            layer.handle_error(layerError, req, res, next);
        }
    }

    next();
};
其次是路徑匹配的問題。原有的單一路徑被拆分成為不同中間的路徑組合，這里判斷需要多步進(jìn)行，因為每個中間件只是匹配自己的路徑是否通過，不過相對而言目前涉及的匹配都是全等匹配，還沒有涉及到類似express框架中的正則匹配，算是非常簡單了。
想要實現(xiàn)匹配邏輯就要清楚的知道哪段路徑和哪個處理函數(shù)匹配，這里定義三個變量：

req.originalUrl 原始請求路徑。
req.url 當(dāng)前路徑。
req.baseUrl 父路徑。

主要修改Router.handle函數(shù)，該函數(shù)主要負(fù)責(zé)提取當(dāng)前路徑段，便于和事先傳入的路徑進(jìn)行匹配。
proto.handle = function(req, res, done) {
    var self = this,
        method = req.method,
        idx = 0, stack = self.stack,
        removed = "", slashAdded = false;


    //獲取當(dāng)前父路徑
    var parentUrl = req.baseUrl || "";
    //保存父路徑
    req.baseUrl = parentUrl;
    //保存原始路徑
    req.orginalUrl = req.orginalUrl || req.url;


    function next(err) {
        var layerError = (err === "route" ? null : err);

        //如果有移除，復(fù)原原有路徑
        if(slashAdded) {
            req.url = "";
            slashAdded = false;
        }


        //如果有移除，復(fù)原原有路徑信息
        if(removed.length !== 0) {
            req.baseUrl = parentUrl;
            req.url = removed + req.url;
            removed = "";
        }


        //跳過路由系統(tǒng)
        if(layerError === "router") {
            return done(null);
        }


        if(idx >= stack.length || layerError) {
            return done(layerError);
        }

        //獲取當(dāng)前路徑
        var path = require("url").parse(req.url).pathname;

        var layer = stack[idx++];
        //匹配，執(zhí)行
        if(layer.match(path)) {

            //處理中間件
            if(!layer.route) {
                //要移除的部分路徑
                removed = layer.path;

                //設(shè)置當(dāng)前路徑
                req.url = req.url.substr(removed.length);
                if(req.url === "") {
                    req.url = "/" + req.url;
                    slashAdded = true;
                }

                //設(shè)置當(dāng)前路徑的父路徑
                req.baseUrl = parentUrl + removed;

                //調(diào)用處理函數(shù)
                layer.handle_request(req, res, next);    
            } else if(layer.route._handles_method(method)) {
                //處理路由
                layer.handle_request(req, res, next);
            }    
        } else {
            layer.handle_error(layerError, req, res, next);
        }
    }

    next();
};
這段代碼主要處理兩種情況：
第一種，存在路由中間件的情況。如：
router.use("/1", function(req, res, next) {
    res.send("first user");
});

router.use("/2", function(req, res, next) {
    res.send("second user");
});

app.use("/users", router);
這種情況下，Router.handle順序匹配到中間的時候，會遞歸調(diào)用Router.handle，所以需要保存當(dāng)前的路徑快照，具體路徑相關(guān)信息放到req.url、req.originalUrl 和req.baseUrl 這三個參數(shù)中。
第二種，非路由中間件的情況。如：
app.get("/", function(req, res, next) {
    res.send("home");
});

app.get("/books", function(req, res, next) {
    res.send("books");
});
這種情況下，Router.handle內(nèi)部主要是按照棧中的次序匹配路徑即可。
改好了處理函數(shù)，還需要修改一下Layer.match這個匹配函數(shù)。目前創(chuàng)建Layer可能會有三種情況：

不含有路徑的中間件。path屬性默認(rèn)為/。
含有路徑的中間件。
普通路由。如果path屬性為*，表示任意路徑。

修改原有Layer是構(gòu)造函數(shù)，增加一個fast_star 標(biāo)記用來判斷path是否為*。
function Layer(path, fn) {
  this.handle = fn;
  this.name = fn.name || "";
  this.path = undefined;

  //是否為*
  this.fast_star = (path === "*" ? true : false);
  if(!this.fast_star) {
    this.path = path;
  }
}
接著修改Layer.match匹配函數(shù)。
Layer.prototype.match = function(path) {

  //如果為*，匹配
  if(this.fast_star) {
    this.path = "";
    return true;
  }

  //如果是普通路由，從后匹配
  if(this.route && this.path === path.slice(-this.path.length)) {
    return true;
  }

  if (!this.route) {
    //不帶路徑的中間件
    if (this.path === "/") {
      this.path = "";
      return true;
    }

    //帶路徑中間件
    if(this.path === path.slice(0, this.path.length)) {
      return true;
    }
  }
  
  return false;
};
代碼中一共判斷四種情況，根據(jù)this.route區(qū)分中間件和普通路由，然后分開判斷。
express除了普通的中間件外還要一種錯誤中間件，專門用來處理錯誤信息。該中間件的聲明和上一小節(jié)最后介紹的錯誤處理函數(shù)是一樣的，同樣是四個參數(shù)分別是：err、 req、 res和 next。
目前Router.handle中，當(dāng)遇見錯誤信息的時候，會直接通過回調(diào)函數(shù)返回錯誤信息，顯示錯誤頁面。
if(idx >= stack.length || layerError) {
    return done(layerError);
}
這里需要修改策略，將其改為繼續(xù)調(diào)用下一個中間件，直到碰到錯誤中間件為止。
//沒有找到
if(idx >= stack.length) {
    return done(layerError);
}
原有這一塊的代碼只保留判斷枚舉是否完成，將錯誤判斷轉(zhuǎn)移到最后執(zhí)行處理函數(shù)的位置。之所以這樣做是因為不管是執(zhí)行處理函數(shù)，或是執(zhí)行錯誤處理都需要進(jìn)行路徑匹配操作和路徑分析操作，所以放到后面正好合適。
//處理中間件
if(!layer.route) {

    ...

    //調(diào)用處理函數(shù)
    if(layerError)
        layer.handle_error(layerError, req, res, next);
    else
        layer.handle_request(req, res, next);
    
} else if(layer.route._handles_method(method)) {
    //處理路由
    layer.handle_request(req, res, next);
}    
到此為止，expross的錯誤處理部分算是基本完成了。
路由系統(tǒng)和中間件兩個大的概念算是全部講解完畢，當(dāng)然還有很多細(xì)節(jié)沒有完善，在剩下的文字里如果有必要會繼續(xù)完善。
下一節(jié)主要的內(nèi)容是介紹前后端交互的兩個重要成員：request和response。express在nodejs的基礎(chǔ)之上進(jìn)行了豐富的擴(kuò)展，所以很有必要仿制一下。
5. 第五次迭代
本節(jié)是expross的第五次迭代，主要的目標(biāo)是封裝request和response兩個對象，方便使用。
其實nodejs已經(jīng)給我們提供這兩個默認(rèn)的對象，之所以要封裝是因為豐富一下二者的接口，方便框架使用者，目前框架在response對象上已經(jīng)有一個接口：
if(!res.send) {
    res.send = function(body) {
        res.writeHead(200, {
            "Content-Type": "text/plain"
        });
        res.end(body);
    };
}
如果需要繼續(xù)封裝，也要類似的結(jié)構(gòu)在代碼上添加顯然會給人一種很亂的感覺，因為request和response的原始版本是nodejs提供給框架的，框架獲取到的是兩個對象，并不是類，要想在二者之上提供另一組接口的辦法有很多，歸根結(jié)底就是將新的接口加到該對象上或者加到該對象的原型鏈上，目前的代碼選擇了前者，express的代碼選擇了后者。
首先建立兩個文件：request.js 和 response.js，二者分別導(dǎo)出req和res對象。
//request.js
var http = require("http");

var req = Object.create(http.IncomingMessage.prototype);

module.exports = req;


//response.js
var http = require("http");

var res = Object.create(http.ServerResponse.prototype);

module.exports = res;
二者文件的代碼都是創(chuàng)建一個對象，分別指向nodejs提供的request和response兩個對象的原型，以后expross自定的接口可以統(tǒng)一掛載到這兩個對象上。
接著修改Application.handle函數(shù)，因為這個函數(shù)里面有新鮮出爐的request和response。思路很簡單，就是將二者的原型指向我們自建的req和res。因為req和res對象的原型和request和response的原型相同，所以并不影響原有nodejs的接口。
var request = require("./request");
var response = require("./response");

...

Application.prototype.handle = function(req, res) {

    Object.setPrototypeOf(req, request);
    Object.setPrototypeOf(res, response);


    ...
};
這里將原有的res.send轉(zhuǎn)移到了response.js文件中。
res.send = function(body) {
    this.writeHead(200, {
        "Content-Type": "text/plain"
    });
    this.end(body);
};
注意函數(shù)中不在是res.writeHead和res.end，而是this.writeHead和this.end。
在整個路由系統(tǒng)中，Router.stack每一項其實都是一個中間件，每個中間件都有可能用到req和res這兩個對象，所以代碼中修改nodejs原生提供的request和response對象的代碼放到了Application.handle中，這樣做并沒有問題，但是有一種更好的方式，expross框架將這部分代碼封裝成了一個內(nèi)部中間件。
為了確保框架中每個中間件接收這兩個參數(shù)的正確性，需要將該內(nèi)部中間放到Router.stack的首項。這里將原有Application的構(gòu)造函數(shù)中的代碼去掉，不再是直接創(chuàng)建Router()路由系統(tǒng)，而是用一種惰性加載的方式，動態(tài)創(chuàng)建。
去除原有Application構(gòu)造函數(shù)的代碼。
function Application() {}
添加惰性初始化函數(shù)。
Application.prototype.lazyrouter = function() {
    if(!this._router) {
        this._router = new Router();

        this._router.use(middleware.init());
    }
};
因為是惰性初始化，所以在使用this._router對象前，一定要先調(diào)用該函數(shù)動態(tài)創(chuàng)建this._router對象。類似如下代碼：
//獲取router
this.lazyrouter();
router = this._router;
接下來創(chuàng)建一個叫middleware文件夾，專門放內(nèi)部中間件的文件，再創(chuàng)建一個init.js文件，放置Application.handle中用來初始化res和req的代碼。
var request = require("../request");
var response = require("../response");

exports.init = function expressInit(req, res, next) {
    //request文件可能用到res對象
    req.res = res;

    //response文件可能用到req對象
    res.req = req;

    //修改原始req和res原型
    Object.setPrototypeOf(req, request);
    Object.setPrototypeOf(res, response);

    //繼續(xù)
    next();
};
修改原有的Applicaton.handle函數(shù)。
Application.prototype.handle = function(req, res) {

    ...

    // 這里無需調(diào)用lazyrouter，因為listen前一定調(diào)用了.use或者.METHODS方法。
    // 如果二者都沒有調(diào)用，沒有必要創(chuàng)建路由系統(tǒng)。this._router為undefined。
    var router = this._router;
    if(router) {
        router.handle(req, res, done);
    } else {
        done();
    }
};
運行node test/index.js走起……
express框架中，request和response兩個對象有很多非常好用的函數(shù)，不過大部分和框架結(jié)構(gòu)無關(guān)，并且這些函數(shù)內(nèi)部過于專研細(xì)節(jié)，對框架本身的理解沒有多少幫助。不過接下來有一個方面需要仔細(xì)研究一下，那就是前后端參數(shù)的傳遞，express如何獲取并分類這些參數(shù)的，這一點還是需要略微了解。
默認(rèn)情況下，一共有三種參數(shù)獲取方式。

req.query 代表查詢字符串。
req.params 代表路徑變量。
req.body 代表表單提交變量。

req.query 是最常用的方式，例如：
// GET /search?q=tobi+ferret
req.query.q
// => "tobi ferret"

// GET /shoes?order=desc&shoe[color]=blue&shoe[type]=converse
req.query.order
// => "desc"

req.query.shoe.color
// => "blue"

req.query.shoe.type
// => "converse"
后臺獲取這些參數(shù)最簡單的方式就是通過nodejs自帶的querystring模塊分析URL。express使用的是另一個npm包，qs。并且將其封裝為另一個內(nèi)部中間件，專門負(fù)責(zé)解析查詢字符串，默認(rèn)加載。
req.params 是另一種從URL獲取參數(shù)的方式，例如：
//路由規(guī)則  /user/:name
// GET /user/tj
req.params.name
// => "tj"
這是一種express框架規(guī)定的參數(shù)獲取方式，對于批量處理邏輯非常實用。在expross中并沒有實現(xiàn)，因為路徑匹配問題過于細(xì)節(jié)化，如果對此感興趣可以研究研究path-to-regexp模塊，express也是在其上的封裝。
req.body 是獲取表單數(shù)據(jù)的方式，但是默認(rèn)情況下框架是不會去解析這種數(shù)據(jù)，直接使用只會返回undefined。如果想要支持需要添加其他中間件，例如 body-parser 或 multer。
本小節(jié)主要介紹了request和response兩個對象，并且講解了一下現(xiàn)有expross框架中獲取參數(shù)的方式，整體上并沒有太深入的仿制，主要是這方面內(nèi)容涉及的細(xì)節(jié)過多，只可意會。研究了也就僅僅知道而已，并不能帶來多少積累，除非重頭再造一次輪子。
6. 第六次迭代
本小節(jié)是第六次迭代，主要的目的是介紹一下expresss是如何集成現(xiàn)有的渲染引擎的。與渲染引擎有關(guān)的事情涉及到下面幾個方面：

如何開發(fā)或綁定一個渲染引擎。
如何注冊一個渲染引擎。
如何指定模板路徑。
如何渲染模板引擎。

express通過app.engine(ext, callback) 方法即可創(chuàng)建一個你自己的模板引擎。其中，ext 指的是文件擴(kuò)展名、callback 是模板引擎的主函數(shù)，接受文件路徑、參數(shù)對象和回調(diào)函數(shù)作為其參數(shù)。
//下面的代碼演示的是一個非常簡單的能夠渲染 “.ntl” 文件的模板引擎。

var fs = require("fs"); // 此模板引擎依賴 fs 模塊
app.engine("ntl", function (filePath, options, callback) { // 定義模板引擎
  fs.readFile(filePath, function (err, content) {
    if (err) return callback(new Error(err));
    // 這是一個功能極其簡單的模板引擎
    var rendered = content.toString().replace("#title#", "")
    .replace("#message#", "
"+ options.message +"
");
    return callback(null, rendered);
  })
});
為了讓應(yīng)用程序可以渲染模板文件，還需要做如下設(shè)置：
//views, 放模板文件的目錄
app.set("views", "./views")
//view engine, 模板引擎
app.set("view engine", "jade")
一旦 view engine 設(shè)置成功，就不需要顯式指定引擎，或者在應(yīng)用中加載模板引擎模塊，Express 已經(jīng)在內(nèi)部加載。下面是如何渲染頁面的方法：
app.get("/", function (req, res) {
  res.render("index", { title: "Hey", message: "Hello there!"});
});
要想實現(xiàn)上述功能，首先在Application類中定義兩個變量，一個存儲app.set 和 app.get 這兩個方法存儲的值，另一個存儲模板引擎中擴(kuò)展名和渲染函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。
function Application() {
    this.settings = {};
    this.engines = {};
}
然后是實現(xiàn)app.set函數(shù)。
Application.prototype.set = function(setting, val) {
      if (arguments.length === 1) {
      // app.get(setting)
      return this.settings[setting];
    }
  
    this.settings[setting] = val;
    return this;
};
代碼中不僅僅實現(xiàn)了設(shè)置，如何傳入的參數(shù)只有一個等價于get函數(shù)。
接著實現(xiàn)app.get函數(shù)。因為現(xiàn)在已經(jīng)有了一個app.get方法用來設(shè)置路由，所以需要在該方法上進(jìn)行重載。
http.METHODS.forEach(function(method) {
    method = method.toLowerCase();
    Application.prototype[method] = function(path, fn) {
        if(method === "get" && arguments.length === 1) {
            // app.get(setting)
            return this.set(path);
        }

        ...
    };
});
最后實現(xiàn)app.engine進(jìn)行擴(kuò)展名和引擎函數(shù)的映射。
Application.prototype.engine = function(ext, fn) {
    // get file extension
    var extension = ext[0] !== "."
      ? "." + ext
      : ext;

    // store engine
    this.engines[extension] = fn;

    return this;
};
擴(kuò)展名當(dāng)做key，統(tǒng)一添加“.”。
到此設(shè)置模板引擎相關(guān)信息的函數(shù)算是完成，接下來就是最重要的渲染引擎函數(shù)的實現(xiàn)。
res.render = function(view, options, callback) {
      var app = this.req.app;
    var done = callback;
    var opts = options || {};
    var self = this;

    //如果定義回調(diào)，則返回，否則渲染
    done = done || function(err, str) {
        if(err) {
            return req.next(err);
        }

        self.send(str);
    };

    //渲染
    app.render(view, opts, done);
};
渲染函數(shù)一共有三個參數(shù)，view表示模板的名稱，options是模板渲染的變量，callback是渲染成功后的回調(diào)函數(shù)。
函數(shù)內(nèi)部直接調(diào)用render函數(shù)進(jìn)行渲染，渲染完成后調(diào)用done回調(diào)。
接下來創(chuàng)建一個view.js文件，主要功能是負(fù)責(zé)各種模板引擎和框架間的隔離，保持對內(nèi)接口的統(tǒng)一性。
function View(name, options) {
    var opts = options || {};

    this.defaultEngine = opts.defaultEngine;
    this.root = opts.root;

    this.ext = path.extname(name);
    this.name = name;


    var fileName = name;
    if (!this.ext) {
      // get extension from default engine name
      this.ext = this.defaultEngine[0] !== "."
        ? "." + this.defaultEngine
        : this.defaultEngine;

      fileName += this.ext;
    }


    // store loaded engine
    this.engine = opts.engines[this.ext];

    // lookup path
    this.path = this.lookup(fileName);
}
View類內(nèi)部定義了很多屬性，主要包括引擎、根目錄、擴(kuò)展名、文件名等等，為了以后的渲染做準(zhǔn)備。
View.prototype.render = function render(options, callback) {
    this.engine(this.path, options, callback);
};
View的渲染函數(shù)內(nèi)部就是調(diào)用一開始注冊的引擎渲染函數(shù)。
了解了View的定義，接下來實現(xiàn)app.render模板渲染函數(shù)。
Application.prototype.render = function(name, options, callback) {
    var done = callback;
    var engines = this.engines;
    var opts = options;

    view = new View(name, {
      defaultEngine: this.get("view engine"),
      root: this.get("views"),
      engines: engines
    });


    if (!view.path) {
      var err = new Error("Failed to lookup view "" + name + """);
      return done(err);
    }


    try {
      view.render(options, callback);
    } catch (e) {
      callback(e);
    }
};
還有一些細(xì)節(jié)沒有在教程中展示出來，可以參考github上傳的案例代碼。
貌似一切搞定，修改測試用例，嘗試一下。
var fs = require("fs"); // 此模板引擎依賴 fs 模塊
app.engine("ntl", function (filePath, options, callback) { // 定義模板引擎
  fs.readFile(filePath, function (err, content) {
    if (err) return callback(new Error(err));
    // 這是一個功能極其簡單的模板引擎
    var rendered = content.toString().replace("#title#", "")
    .replace("#message#", "
"+ options.message +"
");
    return callback(null, rendered);
  });
});

app.set("views", "./test/views"); // 指定視圖所在的位置
app.set("view engine", "ntl"); // 注冊模板引擎


app.get("/", function(req, res, next) {
    res.render("index", { title: "Hey", message: "Hello there!"});
});
運行node test/index.js，查看效果。
上面的代碼是自己注冊的引擎，如果想要和現(xiàn)有的模板引擎結(jié)合還需要在回調(diào)函數(shù)中引用模板自身的渲染方法，當(dāng)然為了方便，express框架內(nèi)部提供了一個默認(rèn)方法，如果模板引擎導(dǎo)出了該方法，則表示該模板引擎支持express框架，無需使用app.engine再次封裝。
該方法聲明如下：
 __express(filePath, options, callback)
可以參考ejs模板引擎的代碼，看看它們是如何寫的：
//該行代碼在lib/ejs.js文件的355行左右
exports.__express = exports.renderFile;
express框架是如何實現(xiàn)這個默認(rèn)加載的功能的呢？很簡單，只需要在View的構(gòu)造函數(shù)中加一個判斷即可。
if (!opts.engines[this.ext]) {
  // load engine
  var mod = this.ext.substr(1);
  opts.engines[this.ext] = require(mod).__express;
}
代碼很簡單，如果沒有找到引擎對應(yīng)的渲染函數(shù)，那就嘗試加載__express函數(shù)。
后記
至此，算是結(jié)束本篇文章了。其實還有很多內(nèi)容可以寫，但是寫的有些煩了，篇幅太長了，大概有一萬三千多字，后面有點應(yīng)付了事的感覺。
簡單的說一下還有哪里沒有介紹。
關(guān)于Application。
如果稍微看過expross代碼的人都會發(fā)現(xiàn)，Application并不是想我寫的這樣是一個類，而是一個中間件，一個對象，該對象使用了mixin方法的多繼承手段，express.js文件中的createApplication函數(shù)算是整個框架的切入點。
關(guān)于Router.handle。
這個函數(shù)可以說是整個express框架的核心，如果理解了該函數(shù)，整個框架基本上就掌握了。我在仿制的時候舍棄了很多細(xì)節(jié)，在這里個函數(shù)里面內(nèi)部有兩個個關(guān)鍵點沒說。一、處理URL形式的參數(shù)，這里涉及對params參數(shù)的提取過程。其中有一個restore函數(shù)使用高階函數(shù)的方法做了緩存，仔細(xì)體會很有意思。二、setImmediate異步返回，之所以要使用異步處理，是因為下面的代碼需要運行，包括路徑相關(guān)的