Koa为了保持自身的简洁，并没有捆绑中间件。但是在实际的开发中，我们需要和形形色色的中间件打交道，本文将要分析的是经常用到的路由中间件 -- koa-router。
如果你对Koa的原理还不了解的话，可以先查看Koa原理解析。
二、koa-router概述
koa-router的源码只有两个文件：router.js和layer.js，分别对应Router对象和Layer对象。
Layer对象是对单个路由的管理，其中包含的信息有路由路径(path)、路由请求方法(method)和路由执行函数(middleware)，并且提供路由的验证以及params参数解析的方法。
相比较Layer对象，Router对象则是对所有注册路由的统一处理，并且它的API是面向开发者的。
接下来从以下几个方面全面解析koa-router的实现原理：
Layer对象的实现
路由注册
路由匹配
路由执行流程
三、Layer
Layer对象主要是对单个路由的管理，是整个koa-router中最小的处理单元，后续模块的处理都离不开Layer中的方法，这正是首先介绍Layer的重要原因。
function Layer(path, methods, middleware, opts) { this.opts = opts || {}; // 支持路由别名 this.name = this.opts.name || null; this.methods = []; this.paramNames = []; // 将路由执行函数保存在stack中，支持输入多个处理函数 this.stack = Array.isArray(middleware) ? middleware : [middleware]; methods.forEach(function(method) { var l = this.methods.push(method.toUpperCase()); // HEAD请求头部信息与GET一致，这里就一起处理了。 if (this.methods[l-1] === 'GET') { this.methods.unshift('HEAD'); } }, this); // 确保类型正确 this.stack.forEach(function(fn) { var type = (typeof fn); if (type !== 'function') { throw new Error( methods.toString() + " `" + (this.opts.name || path) +"`: `middleware` " + "must be a function, not `" + type + "`" ); } }, this); this.path = path; // 1、根据路由路径生成路由正则表达式 // 2、将params参数信息保存在paramNames数组中 this.regexp = pathToRegExp(path, this.paramNames, this.opts); };
Layer构造函数主要用来初始化路由路径、路由请求方法数组、路由处理函数数组、路由正则表达式以及params参数信息数组，其中主要采用path-to-regexp方法根据路径字符串生成正则表达式，通过该正则表达式，可以实现路由的匹配以及params参数的捕获：
// 验证路由 Layer.prototype.match = function (path) { return this.regexp.test(path); } // 捕获params参数 Layer.prototype.captures = function (path) { // 后续会提到 对于路由级别中间件 无需捕获params if (this.opts.ignoreCaptures) return []; return path.match(this.regexp).slice(1); }
根据paramNames中的参数信息以及captrues方法，可以获取到当前路由params参数的键值对：
Layer.prototype.params = function (path, captures, existingParams) { var params = existingParams || {}; for (var len = captures.length, i=0; i<len; i++) { if (this.paramNames[i]) { var c = captures[i]; params[this.paramNames[i].name] = c ? safeDecodeURIComponent(c) : c; } } return params; };
需要注意上述代码中的safeDecodeURIComponent方法，为了避免服务器收到不可预知的请求，对于任何用户输入的作为URI部分的内容都需要采用encodeURIComponent进行转义，否则当用户输入的内容中含有'&'、'='、'?'等字符时，会出现预料之外的情况。而当我们获取URL上的参数时，则需要通过decodeURIComponent进行解码，而decodeURIComponent只能解码由encodeURIComponent方法或者类似方法编码，如果编码方法不符合要求，decodeURIComponent则会抛出URIError，所以作者在这里对该方法进行了安全化的处理：
function safeDecodeURIComponent(text) { try { return decodeURIComponent(text); } catch (e) { // 编码方式不符合要求，返回原字符串 return text; } }
Layer还提供了对于单个param前置处理的方法：
Layer.prototype.param = function (param, fn) { var stack = this.stack; var params = this.paramNames; var middleware = function (ctx, next) { return fn.call(this, ctx.params[param], ctx, next); }; middleware.param = param; var names = params.map(function (p) { return p.name; }); var x = names.indexOf(param); if (x > -1) { stack.some(function (fn, i) { if (!fn.param || names.indexOf(fn.param) > x) { // 将单个param前置处理函数插入正确的位置 stack.splice(i, 0, middleware); return true; // 跳出循环 } }); } return this; };
上述代码中通过some方法寻找单个param处理函数的原因在于以下两点：
保持param处理函数位于其他路由处理函数的前面；
路由中存在多个param参数，需要保持param处理函数的前后顺序。