中间件在 Node.js 中被广泛使用，它泛指一种特定的设计模式、一系列的处理单元、过滤器和处理程序，以函数的形式存在，连接在一起，形成一个异步队列，来完成对任何数据的预处理和后处理。
它的优点在于 灵活性 ：使用中间件我们用极少的操作就能得到一个插件，用最简单的方法就能将新的过滤器和处理程序扩展到现有的系统上。
常规中间件模式
中间件模式中，最基础的组成部分就是 中间件管理器 ，我们可以用它来组织和执行中间件的函数，如图所示：
要实现中间件模式，最重要的实现细节是：
可以通过调用use()函数来注册新的中间件，通常，新的中间件只能被添加到高压包带的末端，但不是严格要求这么做；
当接收到需要处理的新数据时，注册的中间件在意不执行流程中被依次调用。每个中间件都接受上一个中间件的执行结果作为输入值；
每个中间件都可以停止数据的进一步处理，只需要简单地不调用它的毁掉函数或者将错误传递给回调函数。当发生错误时，通常会触发执行另一个专门处理错误的中间件。
至于怎么处理传递数据，目前没有严格的规则，一般有几种方式
通过添加属性和方法来增强；
使用某种处理的结果来替换 data；
保证原始要处理的数据不变，永远返回新的副本作为处理的结果。
而具体的处理方式取决于 中间件管理器 的实现方式以及中间件本身要完成的任务类型。
举一个来自于 《Node.js 设计模式 第二版》 的一个为消息传递库实现 中间件管理器 的例子：
class ZmqMiddlewareManager { constructor(socket) { this.socket = socket; // 两个列表分别保存两类中间件函数：接受到的信息和发送的信息。 this.inboundMiddleware = []; this.outboundMiddleware = []; socket.on('message', message => { this.executeMiddleware(this.inboundMiddleware, { data: message }); }); } send(data) { const message = { data }; this.excuteMiddleware(this.outboundMiddleware, message, () => { this.socket.send(message.data); }); } use(middleware) { if(middleware.inbound) { this.inboundMiddleware.push(middleware.inbound); } if(middleware.outbound) { this.outboundMiddleware.push(middleware.outbound); } } exucuteMiddleware(middleware, arg, finish) { function iterator(index) { if(index === middleware.length) { return finish && finish(); } middleware[index].call(this, arg, err => { if(err) { return console.log('There was an error: ' + err.message); } iterator.call(this, ++index); }); } iterator.call(this, 0); } }
接下来只需要创建中间件，分别在 inbound 和 outbound 中写入中间件函数，然后执行完毕调用 next() 就好了。比如：
const zmqm = new ZmqMiddlewareManager(); zmqm.use({ inbound: function(message, next) { console.log('input message: ', message.data); next(); }, outbound: function(message, next) { console.log('output message: ', message.data); next(); } });
Express 所推广的 中间件 概念就与之类似，一个 Express 中间件一般是这样的：
function(req, res, next) { ... }
Koa2 中使用的中间件
前面展示的中间件模型使用回调函数实现的，但是现在有一个比较时髦的 Node.js 框架 Koa2 的中间件实现方式与之前描述的有一些不太相同。 Koa2 中的中间件模式移除了一开始使用 ES2015 中的生成器实现的方法，兼容了回调函数、 convert 后的生成器以及 async 和 await 。
在 Koa2 官方文档中给出了一个关于中间件的 洋葱模型 ，如下图所示：
从图中我们可以看到，先进入 inbound 的中间件函数在 outbound 中被放到了后面执行，那么究竟是为什么呢？带着这个问题我们去读一下 Koa2 的源码。
在 koa/lib/applications.js 中，先看构造函数，其它的都可以不管，关键就是 this.middleware ，它是一个 inbound 队列：
constructor() { super(); this.proxy = false; this.middleware = []; this.subdomainOffset = 2; this.env = process.env.NODE_ENV || 'development'; this.context = Object.create(context); this.request = Object.create(request); this.response = Object.create(response); }
和上面一样，在 Koa2 中也是用 use() 来把中间件放入队列中：
use(fn) { if (typeof fn !== 'function') throw new TypeError('middleware must be a function!'); if (isGeneratorFunction(fn)) { deprecate('Support for generators will be removed in v3. ' + 'See the documentation for examples of how to convert old middleware ' + 'https://github.com/koajs/koa/blob/master/docs/migration.md'); fn = convert(fn); } debug('use %s', fn._name || fn.name || '-'); this.middleware.push(fn); return this; }
接着我们看框架对端口监听进行了一个简单的封装：