实现一个简单的中间件系统

题目

实现一个简单的中间件系统

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

中间件原理,洋葱模型,异步流程控制

快速回答

实现一个中间件系统的核心要点：

• 使用use()方法注册中间件函数
• 通过next()控制执行流程
• 采用洋葱模型（先进后出）的执行顺序
• 使用递归或Promise处理异步

1. 中间件核心原理

中间件本质是函数队列，通过next控制执行流。典型执行顺序：

// 洋葱模型执行顺序
→ Middleware1 前置
  → Middleware2 前置
    → 核心逻辑
  ← Middleware2 后置
← Middleware1 后置

2. 代码实现示例

基础实现（同步）：

class MiddlewareSystem {
  constructor() {
    this.middlewares = [];
  }

  use(fn) {
    this.middlewares.push(fn);
  }

  run() {
    const dispatch = (i) => {
      if (i >= this.middlewares.length) return;
      const middleware = this.middlewares[i];
      return middleware({}, () => dispatch(i + 1));
    };
    dispatch(0);
  }
}

// 使用示例
const app = new MiddlewareSystem();
app.use((ctx, next) => {
  console.log('Middleware 1 start');
  next();
  console.log('Middleware 1 end');
});
app.run();

支持异步（Promise）：

class AsyncMiddlewareSystem {
  constructor() {
    this.middlewares = [];
  }

  use(fn) {
    this.middlewares.push(fn);
  }

  run() {
    const dispatch = (i) => {
      if (i >= this.middlewares.length) return Promise.resolve();
      const middleware = this.middlewares[i];
      return Promise.resolve(middleware({}, () => dispatch(i + 1)));
    };
    return dispatch(0);
  }
}

3. 最佳实践

• 错误处理：添加catch捕获异常

  app.use(async (ctx, next) => {
    try {
      await next();
    } catch (err) {
      console.error(err);
    }
  });

• 上下文传递：通过ctx对象共享数据
• 提前终止：不调用next()可中断执行流

4. 常见错误

• 忘记调用next()：导致后续中间件不执行
• 多次调用next()：引发不可预测行为
• 异步未处理：未返回Promise导致执行顺序错乱
• 未处理错误：异步错误未捕获导致进程崩溃

5. 扩展知识

• Koa中间件原理：基于koa-compose的递归Promise链
• Express与Koa区别：Express基于回调（非纯洋葱），Koa基于Promise
• 性能优化：使用while循环替代递归减少调用栈深度
• 实际应用：路由、日志、鉴权、数据校验等场景