前端如何正確使用中間件？

漢無為 2020-08-31

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一先簡單講講中間件

const compose = (middlewares) => { const reduce = (pre, cur) => { if (pre) { return (ctx) => cur(ctx, pre) } else { return (ctx) => cur(ctx, () => ctx) } } return [...middlewares].reverse().reduce(reduce, null);}

這是一段非常簡潔的中間件代碼，通過傳入的類似這樣的函數(shù)的列表：

const middlware = async (ctx, next) => {  /**   * do something to modify ctx   */  if (/* let next run */true) {    await next(ctx)  }  /**   * do something to modify ctx   */}

得到一個新的函數(shù)，這個函數(shù)的執(zhí)行，會讓這些中間件逐個處理并且每個中間件可以決定：

在下個中間件執(zhí)行之前做些什么?
是否讓下個中間件執(zhí)行？
在下個中間件執(zhí)行之后做些什么？

現(xiàn)在的中間件都是使用的洋蔥模型，洋蔥模型的大致示意圖是這樣的：

按照這張圖，中間件的執(zhí)行順序是：

middleware1 -> middleware2 -> middleware3 -> middleware2 -> middleware1

處理順序是先從外到內(nèi)，再從內(nèi)到外，這就是中間件的洋蔥模型。

在中間件的應用上，開發(fā)者可以將統(tǒng)一邏輯做成一個中間件，這樣就能在其他地方復用這個邏輯。我覺得這其實是中間件這種模式的初心吧，好，那我們先把這個初心放一放。

但實際上這個模式就是一個空殼，通過不同的中間件，就可以實現(xiàn)各種自定義的邏輯。比如：

const handler = compose([(ctx, next) => {
  if (ctx.question === 'hello') {
    ctx.answer = 'hello';
    return
  }
  if (next) [
    next(ctx)
  ]
}, (ctx, next) => {
  if (/age/.test(ctx.question)) {
    ctx.answer = 'i am 5 yours old';
    return
  }
  if (next) [
    next(ctx)
  ]
}])
const ctx = { question: 'hello' };
handler(ctx)
console.log(ctx.answer)  // log hello
ctx.question = 'how about your age?'
handler(ctx)
console.log(ctx.answer) // log i am 5 yours old

這樣看起來我們甚至可以去實現(xiàn)一個機器人，把中間件這么拿來用，相當于是把中間件作為一個 if 語句展開了，通過不同的中間件對ctx的劫持來分離邏輯，看起來好像也不錯？

得益于中間件的靈活性，每個中間件可以實現(xiàn)：1）實現(xiàn)獨立的某個邏輯；2）控制后續(xù)的流程是否執(zhí)行。

二聊聊幾個栗子

今年有參與做個小程序的Bridge，先簡單的介紹一下Bridge的功能。

從支付寶小程序的視角來抹平其他小程序的JSAPI。
Bridge擁有擴展能力，能夠擴展JSAPI。

看到“擴展能力”，熟練的同學應該就知道我可以切入正題了。

Bridge現(xiàn)在的設計采用插件的形式來注入一系列API，每個插件都有插件名、API名、中間件三個屬性，注入Bridge后，Bridge會將相同API名的插件整合在一起，讓這個API的實現(xiàn)指向這些插件帶有的中間件的 compose ，用這種方式來實現(xiàn)自定義API。

這種方式其實看起來是非常美妙的，因為所有的API都可以通過插件的形式注入到Bridge中，可以很靈活地擴展API。

眾所周知，有得必有失。這種模式其實有自己的缺點，具體的缺點我們可以從“面向開發(fā)者”和“面向使用者”兩方面來整理，面向開發(fā)者指的是面向寫插件（也就是寫中間件）的開發(fā)者，面向使用者（用戶）指的是最終使用Bridge的開發(fā)者。

1 面向開發(fā)者

API的不確定性

多個中間件注冊在同一個API上面，開發(fā)者自己的API是否能夠運行正常有的時候是依賴上下文的，而零散的中間件被載入Bridge，對于上下文的修改是未知的，因此會對API的執(zhí)行帶來很多不確定性。

從洋蔥模型的圖上面，我們可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)層往往會受外部的影響，當然在回流的時候，外部中間件也會受內(nèi)部中間件的影響，在開發(fā)中間件的時候，我們需要考慮自己的依賴，在已知依賴沒有問題的情況下去做開發(fā)，才會比較穩(wěn)妥，但是當前Bridge這種散裝載入Plugin的方式，讓依賴關系沒有辦法穩(wěn)定的描述。

API的維護成本高

由于有多個插件注冊到單個API上，維護某個API的情況下就會有比較高的成本，就有點像是現(xiàn)在服務端排查問題的情況了，多個插件的情況下最差情況可能要逐個開發(fā)者去做排查，最終才能分鍋，雖然實際情況可能沒有這么糟糕，但還是要考慮一下最差的情況。

那么為什么服務端這種架構是合理的呢，因為服務端的微服務架構確實能夠將多個業(yè)務邏輯拆分來解耦比較復雜的邏輯，但是Bridge這里只是想要實現(xiàn)某個API的實現(xiàn)，也很明顯的發(fā)現(xiàn)實際在使用過程中，基本都采用了單插件的注冊方式。所以感覺用中間件來實現(xiàn)某個API，有點過渡設計了，反而造成了維護成本的提高。

2 面向使用者

面向使用者其實要分為兩種不同的場景：直接使用插件和通過preset來使用插件的集成。

3 直接使用插件

這種模式下，使用者要自己去引用插件，通過引用一系列插件來獲得一個可以正常使用的API，可是使用者往往期望的是能夠開箱即用，也就是說拿到這個Bridge，看一下文檔，就能夠調(diào)用某個API了，如今需要Bridge的使用者通過自己注冊一個Plugin這樣的東西來獲得一個可用的API，顯然是不合理的，不合理的地方主要體現(xiàn)在：

API難理解

Bridge使用者原本只需要理解一下Bridge的文檔就能夠輕松使用API，現(xiàn)在需要理解plugin的運作機制以及如果有若干個插件的話，還要理解插件單獨的運作和相互運作的實現(xiàn)。這些都很難讓一個Bridge使用者接受，對于業(yè)務開發(fā)來講，成本變高了。

問題排查難度上升

這點和之前提到的使用中間件這種方式會造成API的邏輯不連貫的情況是類似的，Bridge在使用API的時候如果發(fā)現(xiàn)有問題，那么排查問題的時候就會因為有多個Plugin實現(xiàn)而增加難度，總的來說他還是需要簡單的去理解每個插件基本實現(xiàn)和插件間的運作機制，對于業(yè)務開發(fā)來講，成本較高。

4 通過Preset來使用插件的集成

由于上述Bridge使用者直接使用Bridge的問題，其實通過preset的封裝可以解決一部分的痛點，而Bridge的preset的概念就是，通過編寫一個preset，這個preset去維護一個API和多個插件的關系，然后給到用戶的是一個集成好的Bridge，上述的兩個問題都可以被解決。

這個模式看起來形式上就是之前的Bridge用戶選了一個“最懂插件的人”來做他們的替身，做了之前的那個User的角色，讓這個人來理解所有的Plugin，并維護這些API，這個'最懂'趨向極限，基本就等于開發(fā)Plugin的人了，那么饒了這么大一圈，做的這么靈活，最后維護插件的人是同一個人，也是這個人對外輸出API，那么這個東西真的有復雜到要這么拆分么。就我個人來講覺得還是直接簡單明了的的實現(xiàn)一個API來的方便。那是中間件這種模式辣雞嗎？

5 抬走，我們來看下一個

除了Bridge，老生常談的還有類似Fetch這樣的基礎庫，F(xiàn)etch是另一波同學做的了，但是我也是小撇了幾眼代碼，發(fā)現(xiàn)居然也用了中間件來做，正好可以看看他們在設計API的時候使用中間件的合理性。先說說Fetch為啥走了這條路吧，看看訴求：

因為實在是有太多種不同的請求類型了，因此想實現(xiàn)在相同的入?yún)⑾拢ㄟ^adaptor參數(shù)來區(qū)分最終走怎樣的請求邏輯。

因此Fetch在設計的時候，是這么使用中間件的：

fetch.use(commonMiddleware)fetch.use('adaptor-xxx', [middleware]) // 比如adaptor-jsonfetch({ ...requestConfig, adaotpr: 'adaptor-xxx' })

Fetch的中間件使用會相對合理一點，通過利用中間件的特性，對外輸出了相同的出入?yún)ⅲ俳柚煌闹虚g件對請求的過程做流式處理。

但實際的使用過程中，也要很多同學反饋，有類似Bridge的使用問題。

6 調(diào)用過程排查困難

和Bridge類似，業(yè)務在使用過程中如果遇到問題，排查難度會比較高，首先業(yè)務開發(fā)同學的理解能力就很難了，因為要同時理解這套中間件+每個中間件的實現(xiàn)原理，而adaptor開發(fā)同學也比較難排查問題，首先他需要知道業(yè)務開發(fā)同學本地是如何使用這些適配器的，在知道了之后再零散的逐個插件去排查，相比于直接看某個類型的請求的實現(xiàn)，難度會較高。

三引出觀點

那么回頭看看這兩個Bridge和Fetch究竟有必要使用中間件么，有沒有更好的選擇。

先考慮假如我們不使用中間件來做，是不是現(xiàn)在的困境都會不存在了，就比如：

fetch.rpc = () => {}
fetch.mtop = () => {}
fetch.json = () => {}

這樣實現(xiàn)不同類型的請求，每個請求的實現(xiàn)就會比較直觀的收斂在具體的函數(shù)中，隨之帶來的應該有如下的問題：

不同請求實現(xiàn)之間的共享邏輯會不那么直觀，說白了就是將中間件前置后置那堆東西拿放到各自的實現(xiàn)中，哪怕是抽了公共函數(shù)然后再放到各自函數(shù)的實現(xiàn)中，這些共享邏輯都不直觀，而中間件那種共享邏輯的處理，可以減少一定的維護成本。

那么會杠的同學就要開始問了：剛才你說多個中間件會加大維護的成本，現(xiàn)在又說共享的邏輯做成中間件能夠減少維護成本，你這前后矛盾啊！

這波流程Q的不錯。

那終于，要在這里拋一個觀點：

中間件的這種模式，應該作為某個函數(shù)的裝飾者模式來使用。

那么既然提到裝飾者模式，我們可以引用一本《維基百科》中的描述：

the decorator pattern is a design pattern) that allows behavior to be added to an individual object), dynamically, without affecting the behavior of other objects from the same class).

裝飾者模式是一個可以在不影響其他相同類的對象的情況下，動態(tài)修改某個對象行為的設計模式。

其實這段描述的體感不是很強，因為其實中間件本身已經(jīng)不是一個對象了，而維基百科中的設計模式針對面向對象的語言做了描述。

為了更有體感一點，附上一張《Head First設計模式》中的一圖：

可以發(fā)現(xiàn)幾點：

裝飾器和我們需要擴展的Class都是實現(xiàn)了同一個接口。

裝飾器是通過接收一個Component對象來運作的。

看到上面這兩點就會發(fā)現(xiàn)其實裝飾器模式和中間件的概念是大致相同的，只不過在Javascript中，通過一個compose的函數(shù)將幾個毫不相干的函數(shù)串了起來，但最終的模式是和這個裝飾者模式基本一致的。

另外《Head First設計模式》中還有一張圖：

這是他舉的咖啡計算價格的例子，看到這張圖不是特別眼熟么，這和我們最開始說的洋蔥模型非常相近，這也再一次證明了其實我們用的“中間件設計模式”其實就是“裝飾者模式”。

那么聊了一下裝飾者模式，其實是為了說明我之前闡述的“中間件的這種模式，應該作為某個函數(shù)的裝飾者模式來使用”的觀點，因為裝飾器本身是為了解決繼承帶來的類的數(shù)量爆炸的問題的，而使用場景正如同它的名字一般，是有裝飾者和被裝飾者的區(qū)分的，盡管裝飾者最終也能成為一個被裝飾者，就如同例子中，計算咖啡的價格，裝飾者可以根據(jù)加奶或者加奶泡等等來計算收費，但是其實著這個場景下，去做對加奶的裝飾，就沒什么意義了，也很難懂。反推我覺得中間件這種模式，亦是如此。

四回應

通過如上的分析，我們得知，我們在運用中間件的時候，起碼要有一個主要的函數(shù)，而其他的中間件，都是用于裝飾使用。

就比如我們在使用Koa做Node開發(fā)的時候，常常把業(yè)務邏輯放到某個中間件中，其他的都是一些攔截或者預處理的中間件，在egg中主要的業(yè)務邏輯被做成了一個controller，當然他最后肯定還是一個中間件，這是一種API的美化，非常科學。

再比如我們在使用redux的時候，中間件往往都是做一些簡單的預處理或者action監(jiān)聽等等，當然也有另類的做法，比如redux-saga整個將邏輯接管掉的，這塊另說，我們這次先只聊常規(guī)用法。

那回過頭來，想比如Bridge這類如何做修改呢？

我覺得Bridge底層使用中間件來做API的處理流完全沒有問題，但造成現(xiàn)在這樣的問題主要是他的API，就如同egg做了koa的API的美化一般，Bridge也應該在API的設計上美化一下，限制二次開發(fā)者的腦洞，API不是越自由就越好，有句話說的好“你在召喚多強大的自由，就是在召喚多強大的奴役”。

那么我們應該如何限制API呢？

依照之前闡述過的說法“中間件的這種模式，應該作為某個函數(shù)的裝飾者模式來使用”，因此，首先要有一個顯式申明的主函數(shù)，這塊我們的API應該如下設計：

bridge.API('APINAME', handler)// 或者更加直接的bridge.APINAME = handler

這樣一來，開發(fā)者在查找API實現(xiàn)的時候，就能夠比較明確的找到這塊的實現(xiàn)，而最底層Bridge還是會吧這個handler丟到一個中間件中去做處理，這樣就能做到對這個handler的裝飾。

在這個的基礎上，再設計一個能夠支持中間件的API：

bridge.use(middleware) // 對所有的API生效bridge.use('APINAME', middleware) // 對某個API生效

再回顧一下之前列出來的問題：

API的不確定性

API的實現(xiàn)都會放到handler中，且僅有這個handler會做主要邏輯處理，開發(fā)者明確的知道這里寫的就是主邏輯。

API的維護成本高

API的主要實現(xiàn)就在handler中，只需要維護handler就行，有特殊的問題，再去看使用的中間件。

API難理解

用戶明確的知道只需要理解handler的實現(xiàn)就行，中間件的邏輯大部分是用于公共使用，只要統(tǒng)一理解就行。

到這里，會杠的同學還是會問，其實你這好像問題也沒有完全解決，只要開發(fā)者想搞你，還是會出現(xiàn)之前的問題，比如就會有騷的人把邏輯寫到中間件里面，不寫到handler里面，你這種設計不還是一樣。

這說的一點都沒錯，因為設計這個API難免的就是要開放給開發(fā)者這樣的能力，也就是：1）自定義API；2）對若干API做一些個性化的統(tǒng)一邏輯。API的設計者能夠做到的就是在API上傳達給開發(fā)者一種規(guī)范，就比如 bridge.plugin() 這種開放性的API，就沒有 bridge.API() 這種好，因為后者很明確的讓開發(fā)者申明一個API，而前者不明確，前者讓開發(fā)者覺得中間件就是API的實現(xiàn)。

五結語

本篇我們從中間件聊到中間件的使用實例，再聊到了裝飾器模式，最后聊到了使用中間件的API的設計。在日常API設計中，我不僅會面對底層設計的選型，還會面對對外開放API的設計，兩者都同樣重要。不過本篇僅代表個人觀點，歡迎在評論區(qū)指教、討論。

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