简述Express中间件的工作原理及next()函数的作用

题目

简述Express中间件的工作原理及next()函数的作用

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐

考点

中间件概念,中间件执行流程,next函数作用

快速回答

Express中间件是在请求-响应周期中执行的功能函数链。核心要点：

• 中间件按声明顺序依次执行
• next()函数将控制权移交下一个中间件
• 每个中间件可访问请求对象(req)、响应对象(res)和next函数
• 未调用next()将终止请求链

1. 中间件核心原理

Express中间件本质是函数队列，处理HTTP请求时按注册顺序执行。工作流程：

1. 收到HTTP请求
2. Express按app.use()或路由方法的注册顺序调用中间件
3. 每个中间件接收三个参数：(req, res, next)
4. 中间件执行完成后必须调用next()或终止响应

2. next()函数的作用

next()是移交控制权的关键：

• 调用next() → 执行队列中下一个中间件
• 不调用next() → 请求挂起（客户端无响应）
• 调用next('route') → 跳过当前路由的剩余中间件（仅限路由处理器）
• 调用next(err) → 触发错误处理中间件

3. 代码示例

const express = require('express');
const app = express();

// 中间件1：日志记录
app.use((req, res, next) => {
  console.log(`[${new Date().toISOString()}] ${req.method} ${req.url}`);
  next(); // 必须调用next移交控制权
});

// 中间件2：身份验证
app.use('/api', (req, res, next) => {
  if (req.headers.token === 'secret') {
    next(); // 验证通过，执行下一个中间件
  } else {
    res.status(401).send('Unauthorized'); // 终止请求链
  }
});

// 路由处理器（也是中间件）
app.get('/api/data', (req, res) => {
  res.json({ data: 'Protected content' });
});

// 错误处理中间件（特殊签名）
app.use((err, req, res, next) => {
  console.error(err.stack);
  res.status(500).send('Server Error');
});

app.listen(3000);

4. 最佳实践

• 顺序敏感：通用中间件（如日志、CORS）放在路由前
• 错误处理：错误处理中间件需放在所有路由之后
• 路由隔离：使用router.use()为特定路由分组
• 异步处理：在异步操作中调用next()需使用try/catch

5. 常见错误

• 忘记调用next()：导致请求挂起（客户端超时）
• 多次发送响应：在调用next()后又调用res.send()
• 顺序错误：将路由处理器放在日志中间件之前
• 未处理异步错误：

  // 错误示例
  app.use(async (req, res, next) => {
    await someAsyncOperation(); // 如果抛出异常，进程崩溃
    next();
  });
  
  // 正确做法
  app.use(async (req, res, next) => {
    try {
      await someAsyncOperation();
      next();
    } catch (err) {
      next(err); // 传递至错误处理中间件
    }
  });

6. 扩展知识

• 中间件类型：应用级中间件(app.use)、路由级中间件(router.use)、错误处理中间件(4个参数)、内置中间件(express.json())
• 洋葱模型：中间件先正向执行（请求阶段），再逆向执行（响应阶段）

  app.use((req, res, next) => {
    console.log('进入中间件1');
    next();          // 移交控制权
    console.log('离开中间件1'); // 返回时执行
  });

• 性能优化：在非必要中间件中尽早终止请求（如身份验证失败时）