koa开发详解

Koa

次世代nodejs 的 web框架

简介

koa是由Express幕后团队打造的，目的是更小，更快，更稳定的web应用和apis。通过杠杆生成器（leveraging generators)Koa可以让你引导（ditch）回调函数，极大的提升错误处理。Koa核心不集成任何的中间件，其本身提供的优雅的功能套件就能够写出既快又nice的服务器。

安装

Koa需要node7.6.0或更高的版本，因为需要async function支持。
你可以使用自己的版本管理器很快的安装一个支持的版本。

nvm install 7
npm i koa
node my-koa-app.js

---

Async Function 结合 Babel

想要在较低版本的node中使用async函数，我们建议使用babel。

require('babel-core/register')
//然后在加载应用的主代码，这个必须在babel后面
const app = require('./app')

为了编译和转化async functions你需要在最后的压缩版本中使用'transform-async-to-generator'或者transform-async-to-module-method插件。例如，在你的.babelrc文件中，进行如下设置。

{
    "plugins":["transform-async-to-generator"]
}

你也可以使用stage-3 persent来代替。

应用 Application

一个Koa应用是一个对象，其包含一个数组，数组有很多函数组成的中间件，这些函数集合起来等待请求，并且执行时是按照类栈的方式。koa和很多其他中间件系统相似，你也许是用过Ruby的Rack,Connect等。然而一个设计的决定行因素是提供高等级"sugar"，与此同时低等级中间件层。因此提升了交互性，鲁棒性（软件设计术语，即稳定性）并且使得编写中间件更加的带劲！

这包括一些常用任务的方法——例如链接协调，缓存，代理支持，别用等。尽管提供了大量的有用的方法，但是koa仍然保持了一个较小的体积，因为没有绑定中间件。

怎么能偶少得了一个hello world应用。

const Koa = require('koa');
const app = new Koa();

app.use(ctx => {
    ctx.body = 'hello world';
})

app.listen(3000)

串联 Cascading

koa 的串联中间件使用了一个比较传统的方式，跟你通常用的工具很像。这是因为原先很难让用户有好的使用node的回调函数。然而使用异步函数我们能偶“真正得”是有中间件。相较于连接的实现，这个更容易提供一些列函数/功能来控制，在最后返回便可。koa调用"downstream",控制流返回"upstream".

下面的例子返回“hello world”，然而最开始请求先通过x-response-time和logging中间件来记录请求的开始。然后通过返回的中间件产出控制。当一个中间件执行next()函数，来延迟和传递控制给下一个声明的中间件。然后直到没有中间件需要执行downstream了，栈将会松开然后每个中间件复原去展现自己的“upstream”行为。

设置 Settings

应用设置即在实例app上的属性。当前支持如下：

• app.env 默认是NODE_ENV或者“development”。

• app.proxy 当设置为true时，porxy头部将被信任。

• app.subdomainOffset 设置.subdomains的偏移量。替代[2]。

• app.listen(...)
  一个Koa应用不是一对一的呈现一个htpp服务器。一个或者多个应用也许被添加到一块形成大的应用对应一个http服务器。

创建返回一个http服务器，传递给定的参数到Server#listen()。这些参数在nodejs.org都有说明。下面是一个无意义的Koa应用，绑定了端口3000

app.listen(...)方法是如下的一个语法糖。

const http = require('http')
const Koa = require('koa')
const app = new Koa()
http.createServer(app.callback()).listen(3000)

---

这说明你可以定义同一个应用为https和http或者多个地址。

const http = require('http');
const Koa = require('koa');
const app = new Koa();
http.createServer(app.callback()).listen(3000);
http.createServer(app.callback()).listen(3001);

• app.callback()
  返回一个回调函数，相当于http.createServer()方法，来出了请求。

你也可以使用这个方法在你的Connect/Express应用中添加koa应用。

• app.use(function)

添加一个给定的中间件方法来实现它的功能。查看Middleware了解更多。

• app.keys=
  设置cookie的键。

这些键被传递到KeyGrip,也许你想使用自己的KeyGrip，可以如下做。

app.keys = ['im a newer secret', 'i like turtle'];
app.keys = new KeyGrip(['im a newer secret', 'i like turtle'], 'sha256');

这些键也许是循环的，并且可以设置{signed:true}来使用。

ctx.cookies.set('name','tobi',{signed:true})

• app.context
  app.context是ctx的来源。你可以使用app.context添加额外的属性到ctx。这对于创建跨越整个app应用的属性或者方法来说是有用的，而且性能更好，在依赖上也跟简单，可以考虑做一个anti-pattern。

例子，从ctx添加一个数据库引用。

add.context.db = db()

app.use(async (ctx)=>{
    console.log(ctx.db)
})

---

注意:

• 通过getter和setter以及Object.difineProperty()设置的属性，你只能在app.context使用Object.defineProperty()来编辑他们。（不推荐）

• 使用父级的ctx和设置来添加当前的应用。这样添加的app就能使用到那些中间件。

错误处理 Error Handling

除非设置app.silent是true，不然所有的出无输出都是标准输出。默认的错误输出不会处理像是err.sttus是404或者err.expose是true。为了自定义错误输出例如日志，你可以添加错误事件监听。

app.on('error', err =>
  log.error('server error', err)
);

当 req/res 周期中出现任何错误且无法响应客户端时，Koa 会把 Context(上下文) 实例作为第二个参数传递给 error 事件：

app.on('error', (err, ctx) =>
  log.error('server error', err, ctx)
);

如果有错误发生, 并且还能响应客户端(即没有数据被写入到 socket), Koa 会返回 500 "Internal Server Error". 这两种情况都会触发 app-level 的 error 事件, 用于 logging.

环境(Context)

一个Koa环境（实例）封装了node原生的请求和返回对象到一个单独的对象中，这个单独的对象提供了许多使用的方法，能够编写web应用和API。这些HTTP服务器开发中经常用到的操作被添加到当前等级，而不是高等级。他将强制中间件重新实现这些常用的功能。

一个环境Context在每次请求时被创建，并且被引用至中间件作为接收器，或者定义成this。如下所示。

app.use(function *(){
    this;//这里是koa环境context
    this.request;//是一个koa请求
    this.response;//是一个koa返回
})

---

很多context环境访问器和方法只是ctx.requestkoa请求或者ctx.responsekoa返回的代理，主要是为了方便。例如ctx.type和ctx.length代表response返回对象，ctx.paht和ctx.methos代表请求。

API 接口。
环境（Context）定义的方法和访问器。

• ctx.req Node的request对象。

• ctx.res Node的response对象。
  绕开使用koa的response处理是不支持的。避免使用下面的node属性。

  • res.statusCode

  • res.writeHead()

  • res.write()

  • res.end()

• ctx.request 一个Koa的request对象。

• ctx.response 一个Koa的response对象。

• ctx.state 
  推荐的通过中间件传递信息给前端view（显示）的命名空间。

• ctx.app 应用实例的引用。

• ctx.cookies.get(name,[options])
  通过options获得cookie名字。

  • signed 要求cookie已经签名。
    koa使用cookie模块，这里只是传入选项即可。

• ctx.coolies.set(name,value,[options])
  使用options设置name的值value。

  • signed 签名cookie的值。

  • expires 使cookie的有效期到期。

  • path cookie路径，默认/。

  • domain cookie域

  • secure 保护coolie

  • httpOnly 服务器端cookie，默认值true。
    通过设置options来使用cookie模块。

• ctx.throw([msg],[status],[properties])
  处理抛出错误的辅助方法，默认.status的值为500时抛出，koa在返回的信息中适当处理。限免的组合也是可疑的。

  • this.throw(403);

  • this.throw('name require', 400);

  • this.throw(400,'name require');

  • this.throw('something exploded');

例如：this.throw('name require', 400)等于

var err = new Error('name require');
err.status = 400;
throw err;

注意这些是用户自定义的错误，使用err.expose发出。因此只适合某些客户端的反馈。这些错误不同于内置的错误信息提醒，因为错误的详细信息不会泄露。

你也许传递一个properties选项对象，他和原来的错误信息进行了整合，对于人性化体验很有帮助，它报告个给请求者一个回溯流（upsteam）。

this.throw(401,'access_denied',{user:user});
this.throw('access_denied',{user:user});

koa使用http-errors来创建错误。

• ctx.assert(value,[msg],[status],[properties])

  跑出错误辅助方法，类似`.throw()`，当`!value`是类似node的`assert()`方法。

---

this.assert(this.sate.user,401,'User not found, Please login!');

---

koa使用http-assert实现断言(assertions)

• ctx.response
  通过绕开koa内置的返回处理(response handling)，你可以明确的设置this.response = false;如果你想使用原生的res对象处理而不是koa的response处理，那么就使用它。

注意那种用法koa不支持。这也许会打断koa中间件本来的功能，或者koa也被打断。使用这个属性最好考虑一下hack，这是使用传统的fn(req,res)方法和koa中间件的唯一方便的方法。

请求别名Request aliases
下面的访问起和Request别名相等。

• ctx.header

• ctx.headers

• ctx.method

• ctx.method=

• ctx.url

• ctx.url=

• ctx.originalUrl

• ctx.origin

• ctx.href

• ctx.path

• ctx.query

• ctx.query=

• ctx.querystring

• ctx.querystring=

• ctx.host

• ctx.hostname

• ctx.fresh

• ctx.stale

• ctx.socket

• ctx.protocol

• ctx.secure

• ctx.ip

• ctx.ips

• ctx.subdomains

• ctx.is()

• ctx.accepts()

• ctx.acceptsEncodings()

• ctx.acceptsCharsets()

• ctx.acceptsLanguages()

• ctx.get()

返回别名Response aliases
下面的访问起和返回别名相等

• ctx.body

• ctx.body=

• ctx.status

• ctx.status=

• ctx.message

• ctx.message=

• ctx.length=

• ctx.length

• ctx.type

• ctx.type=

• ctx.handerSent

• ctx.redirect()

• ctx.attachment()

• ctx.set()

• ctx.append()

• ctx.remove()

• ctx.lastModified=

• ctx.etag=

请求 Request

一个koa请求Request对象是个建立在node请求request之上的抽象。提供了一些额外的功能，这对每个http服务器开发者来说非常有用。

API

• request.header

  Request header 对象

• request.headers

  Requests header 对象,别名`request.header`。

• request.method

  request.method

• request.method=

  设置request method，实现中间件很有用，例如`methodoverride()`。

• request.length

  返回request Content-lenght值是数字或者undefined。

• request.url

  返回rquest URL

• request.url=

  设置rquest URL，重写url时有用。

• request.originalUrl

  返回request 原始 URL

• request.orgin

  得到URL的域，包括协议和host（主机号）。

this.request.origin
//=>http://example.com

• request.href

  返回全部request URL,包括协议，主机号，和url。

this.request.href
//=>http://example.com/foo/bar?q=1

• request.path

  返回路径名（pathname）。

• request.path=

  设置请求路径名字，保存查询参数

• rquest.querystring

  得到原始的查询参数，不包含`?`。

• request.querystring=

  设置原始的查询参数。

• request.search

  得到原始的查询字符，带`?`。

• request.search=

  设置原始的查询字符。

• rquest.host

  得到主机号（hostname:port）当呈现时。支持`X-Forwarded-Host`当`app.proxy`是true，否则是常用的`host`。

• request.hostname

  当有时返回hostname，支持`X-Frowarded-Host`当`app.proxy`是true，否则是常用的。

• request.type

  返回request的`Content-type`，无效的一些参数，如`charset`。

var ct = this.request.type.
//=>'image/png'

• request.charset

  当有时返回request的charset，或者`undefined`。

this.request.charset
//=>'utf-8'

• request.query

  返回解析过的查询字符query-string，如果没有则返回一个空对象。注意，这个getter不支持嵌套的解析nested parsing。例如：`color=blue&size=small`。
  

{
    color:'blue',
    size:'small'
}

• request.query=
  设置查询字符query-string到给定的对象。注意给设置setter不支持嵌套对象。

this.query = {next:'/login'};

• request.fresh

  检查请求缓存是否“刷新fresh”，或者内容是否发生改变。这个方法是为了`if-None-Match`和`if-Modified-Since`以及`last-modified`之间的缓存沟通。他必须能够引用到更改之后的返回头部response headers

//freshness check requeire stats 20x or 304
this.status = 200;
this.set('ETag','123');

//cache is ok
if(this.fresh) {
    this.status = 304;
    return;
}

//cache is stale
//fetch new data
shis.body = yield db.find('something');

• request.stale

  与`request.fresh`相反

• request.protocol

  返回请求协议，`https`或者`http`。支持`X-Forwarded-Proto`当`app.proxy`是true。

• request.secure

  `this.protocol == "https"`的速记，用以检查一个求情能否通过安全传输层。

• request.ip

  请求的远程地址。支持`X-Forwarded-For`当`app.proxy`为true。

• request.ips

  当有`X-Forwarded-For`并且`app.proxy`可用，那么返回这些的ip的一个数组。
  从回溯upstream——>downstream预定，当上述不可用则返回一个空数组。

• request.subdomains

  返回子域数组。
  子域是在主域之前的部分，由点`.`分开。默认情况下，应用的主域都被假设成倒数的那两个。可以通过`app.subdomainOffset`来改变。
  例如，如果域是`tobi.ferrest.example.com`，并且`app.subdomainOffset`没有设置，那么这个子域是['ferrets','tobi']。如果设置`app.subdomainOffset`为3，那么子域是['tobi']。

• request.is(type...)

  检查接下来的请求是否包含`Content-Type`头部内容，它包含任何的mime类型。如果这里没有请求体，返回undefined。如果没有内容类型，或者匹配失败，返回false。其他的直接返回内容类型（mime）。
  

//Contetn-type:text/html;charset=utf-8
this.is('html');//=>'html'
this.is('text/html');//=>'text/html'
this.is('text/*', 'test/html');//=>'test/html'

//when Content-type is application/json
this.is('json','urlencoded');//=>'json'
this.is('application/json',);//=>'application/json'
this.is('html','application/*',);//=>'application/json'

this.is('html');//=>false

例子：你只想只有图片能够发送到路由

if(this.is('image/*')) {
    //process
}else{
    this.throw(415,'image only!');
}

• 内容协商 Content Negotiation
  koa请求request包含有用的内容写上工具，由accepts和negotaitor支持实现，这些工具是：

  • request accepts(types)

  • rquest acceptsEncoding(types)

  • rquest acceptsCharsets(charsets)

  • rquest acceptsLanguages(langs)
    如果没有提供类型，那么所有可接受的类型将被返回。

如果提供了多个类型，最优匹配奖杯返回。如果没有匹配到，返回false，并且你应该发送406 "Not Acceptable"返回response给客户端。

在可以接受任何类型的地方丢失了accept头部。第一个匹配到的将被返回。因此提供科技收的类型是很重要的。

• request.accepts(types)

  检查给定的类型是否是可接受的。当为true则返回最佳匹配，否则false。类型`type`的值也许是一个或者多个mime类型字符，例如'application/json',扩展名是'josn'，或者一个数组`['josn','html','text/plain']`。

//Accept:text/html
this.accepts('html')
//=>'html'

//Accept:text/*, application/json
this.accepts('html')
//=>'html'
this.accepts('json', 'text')
//=>'json'
this.accepts('application/json')
//=>'application/json'

//Accept.text/*, application/json
this.accepts('image/png')
this.accepts('png')
//=>false

//Accept:text/*,q=.5, application/json
this.accepts(['html', 'json'])
this.accepts('html', 'json')
//=>json

//No Accepts header
this.accpts('html', 'json')
//=>html
this.accepts('json','html')
//=> json

你也许调用this.accepts()很多次，或者使用switch语句。

switch(this.accepts('json', 'html', 'text')) {
    case 'json': bareak;
    case 'html': bareak;
    case 'text': bareak;
    default: this.throw(406, 'json , html or text only');
}

• request.acceptsEncodings(encodings)

  检查编码`encodings`是否可接受，true时返回最优匹配，否则返回false。
  注意，你应该包含一个`indentity`作为编码`encodings`之一。

//Accept-Encoding:gzip
this.acceptsEncodings('gzip', 'deflate', 'identify');
//=>gzip

this.acceptsEncodings(['gzip', 'deflate', 'identify'])
//=>gzip

当没有参数时，所有可接受的编码作为数组元素返回

//Accept-Encoding:gzip, deflate
this.acceptsEncodings();
//=>['gzip','deflate','identify']

注意如果用户明确发送identify为identify,q=0。虽然这是个特殊例子，你仍然需要处理这个情况，当方法返回false时。

• request.acceptsCharsets(charsets)

  检查charset是否可接受，为true时返回最优匹配，否则返回false。

  //Accept-Charset:utf-8, iso-8859-1;q=0.2,utf-7;q=0.5

this.acceptsCharsets('utf-8','utf-7')
//=>utf-8

this.acceptsCharsets(['utf-7','utf-8']);
//=>utf-8

如果没有参数是则返回所有可接受的编码到一个数组。

//Accept-Charset:utf-8,iso-8859-1;q=0.2,utf-7;q=0.5
this.acceptsCharsets();
//=>['utf-8','utf-7','iso-8859-7']

• request.acceptLanguages(langs)

  检查langs是否可接受，如果为true则返回最有匹配，否则返回false。

//Accept-Language:en;q=0.8,es,pt
this.acceptsLanguages('es','en');
//=>'es'

this.acceptsLanguages(['en','es']);
//=>'es'

当没有传入参数则返回所有的语言。

//Accept-Language:en;q=0.8, es,pt
this.acceptsLanguages();
//=>['es', 'pt', 'en']

• request.idempotent

  价差请求是否idempotent(幂等)

• request.socket

  返回请求的socket

• request.get(field)

  返回请求头header

---

返回 Response

一个koa返回Response对象是个建立在node请求request之上的抽象。提供了一些额外的功能，这对每个http服务器开发者来说非常有用。

API

• response.header
  返回header对象

• response。headers
  返回header对象。response.header的别名

• response.status
  返回response的状态，默认情况下response.status没有默认值，而res.statusCode的默认值是200。

• response.status =
  通过数字设置状态值

  • 100 'continue'继续

  • 101 'switch protocols'换协议

  • 102 'processing'处理中

  • 200 'ok' ok

  • 201 'created'已创建

  • 202 'accepted' 已接受

  • 203 'non-authoritative information'无作者信息

  • 204 'no content' 无内容

  • 205 'reset content' 重置内容

  • 206 "partial content" 部分内容

  • 207 "multi-status" 多状态

  • 300 "multiple choices" 多选择

  • 301 "moved permanently" 移动到永久

  • 302 "moved temporarily" 移动到暂时

  • 303 "see other" 看其他

  • 304 "not modified" 没有改动

  • 305 "use proxy" 使用代理

  • 307 "temporary redirect" 暂时改向

  • 400 "bad request" 坏请求

  • 401 "unauthorized" 未经授权

  • 402 "payment required" 要求付款

  • 403 "forbidden" 禁止

  • 404 "not found" 没有发现

  • 405 "method not allowed" 方法不允许

  • 406 "not acceptable" 不接受

  • 407 "proxy authentication required" 要求代理授权

  • 408 "request time-out" 请求超时

  • 409 "conflict" 冲突

  • 410 "gone" 消失

  • 411 "length required" 要求长度

  • 412 "precondition failed" 预处理失败

  • 413 "request entity too large" 请求量太大

  • 414 "request-uri too large" 请求同意资源太大

  • 415 "unsupported media type" 不支持的媒体类型

  • 416 "requested range not satisfiable" 不满足请求范围

  • 417 "expectation failed" 不是期望值

  • 418 "i'm a teapot" 我是个茶壶？？？

  • 422 "unprocessable entity" 错误实体

  • 423 "locked" 已锁定

  • 424 "failed dependency" 依赖错误

  • 425 "unordered collection" 未预定集合

  • 426 "upgrade required" 要求更新

  • 428 "precondition required" 要求前提

  • 429 "too many requests" 过多请求

  • 431 "request header fields too large" 请求头的域太大

  • 500 "internal server error" 服务器内部错误

  • 501 "not implemented" 没有实现

  • 502 "bad gateway" 网关错误

  • 503 "service unavailable" 不可服务

  • 504 "gateway time-out" 网关超时

  • 505 "http version not supported" http版本不支持

  • 506 "variant also negotiates" 多样协商

  • 507 "insufficient storage" 存储不足

  • 509 "bandwidth limit exceeded" 超过带宽

  • 510 "not extended" 扩展错误

  • 511 "network authentication required" 要求网路授权证明
    注意：不要担心要记太多东西，你可以随时查看。

• response.message
  得到返回状态的信息。默认情况下，response.message是和response.status匹配的。

• response.message=
  设置返回状态信息。

• response.length=
  设置内容的长度

• response.length
  返回内容的长度，或者计算出的this.body的大小。值为数字。或者undifined

• response.body
  得到response的body。

• response.body=
  设置返回体(response.body)为如下之一：

  • String written

  • Buffer written

  • Stream piped

  • Object json-stringified

  • null no content response

  String
  Content-type是text/html或者text/plain，charset是utf-8.Content-length也需要设置。
  Buffer
  Content-type是application/octet-stream,Content-length也要设置。
  Stream
  Content-type是application/octet-stream.
  Object
  Content-type是application/json.

• response.get(field)
  得到response头部的field的值，不区分大小写。

var etag = this.get('ETag');

• response.set(field, value)

  设置response头部field的值。

this.set('Cache-control', 'no-cache');

• response.append(field, value)

  给头部添加额为的域和值。

this.append('Link', '<http://127.0.0.1/>');

• response.set(fields)

  使用对象设置头部的fields

this.set({
    'Etag':'1234',
    'Last-modified':date
});

• response.remove(field)

  移除头部的某个域。

• resposne.type

  返回Content-type的类型，没有其他参数——如‘charset’。

var ct = this.type;
//=>image/png

• response.type

  通过名字或者扩展名设置Content-type
  

this.type = 'text/plain;charset=utf-8';
this.type = 'image/png';
this.type='.png';
this.type='png';

注意，每个字符编码charset都是为你选的最合适的，例如response.type='html'，那么默认的字符编码是utf-8,然而明确定义一个完整的类型，如response.type='text/html'，将不会有指定的字符编码。

• response.is(type...)

  很类似于`this.request.is()`。检查response的类型是否是被支持的类型。这在创建那些对返回进行操作的中间件是非常有用。
  
  示例：这是一个压缩html返回response的中间件，除了stream不被压缩。

var minify = require('html-minifier');

app.use(function *minifyHtml(next){
    yield next;

    if(!this.response.is('html')) return;

    var body = this.body;
    if(!body||body.pipe) return;

    if(Buffer.isBuffer(body)) body = body.toString();
    this.body = minify(body);
})

• response.redirect(url, [alt])

  把[302]状态码重导向至`url`。
  字符串`back`是一个特殊的例子，提供了引用这支持，当引用者不存在或者`/`没有使用。
  

this.redirect('back');
this.redirect('back','/index.html');
this.redirect('login');
this.redirect('http://google.com');

为了改变默认的状态302,只需在这个状态吗出现之前或者出现之后进行重导向即可。为了改变body，在其调用之后进行重定向。

this.status = 301;
this.redirect('/cart');
this.body = 'Redirecting to shopping cart';

• response.attachment([filename])

  设置`Content-disposition`为"attachment"为客户端发出下载的信号。
  文件的名字是可以指定的。

• response.headerSent

  检查返回头response header是否早已发送。查看客户端是否通知错误信号非常有用。

• response.lastModified

  返回`Last-Modified`最后修改头部的数据（如果存在）。

• response.LastModified=

  设置`Last-Modified`头部为一个合适的UTC（国际标准时间）字符串。你也可以设置其为一个日期或者日期字符串。

this.response.lastModified = new Date();

• response.etag=

  设置ETag到一个返回中，包括外面的双引号。注意，这里没有相应的response.etag的getter。

this.response.etag = crypto.createHash('md5'),update(this.body).digest('hex');

• response.vary(field)
  激活field。

• 附录上官网连接，方便以后查询下：http://javascript.ruanyifeng.com/nodejs/koa.html#toc8