# Node 服务端框架路由解析
大家好，我是山月。在上篇文章介绍了 HTTP 报文及简单的服务端框架要素，如如何接受请求参数等。这篇文章介绍另一个常见的主题：路由。
# 简单路由
最简单的路由可使用 req.url 进行路由分发不同的逻辑，代码如下所示。
但是对于一个非Demo式的页面，业务逻辑都堆在一起，这显得太为简陋。
const http = require('http')
const server = http.createServer((req, res) => {
console.log(req.url)
let data = ''
if (req.url === '/') {
data = 'hello, world'
res.end(data)
} else if (req.url === '/json') {
res.setHeader('Content-Type', 'application/json; charset=utf-8');
data = JSON.stringify({ username: '山月' })
res.end(data)
} else if (req.url === '/input') {
let body = ''
req.on('data', chunk => body += chunk)
req.on('end', () => {
data = body
res.end(data)
})
}
})
server.listen(3000)
# 复杂路由
作为一个能够在生产环境使用，较为复杂的路由至少能够解析以下路由，并为单独路由配置单独的业务逻辑处理函数
- Method:
app.post('/', handler) - Param Path:
app.post('/users/:userId', handler)
# 基于正则路由
目前，绝大部分服务端框架的路由都是基于正则进行匹配，如 koa、express 等。另外，前端框架的路由 vue-router 与 react-router 也是基于正则匹配。
而这些框架基于正则匹配的路由，都离不开一个库: path-to-regexp (opens new window)，它将把一个路由如 /user/:name 转化为正则表达式。
它的 API 十分简单:
pathToRegexp: 可将路由转化为正则表达式match: 可匹配参数
const { pathToRegexp, match, parse, compile } = require('path-to-regexp')
pathToRegexp('/api/users/:userId')
//=> /^\/api\/users(?:\/([^\/#\?]+?))[\/#\?]?$/i
const toParams = match('/api/users/:userId')
toParams('/api/users/10')
//=> {
// index: 0
// params: {userId: "12"}
// path: "/api/users/12"
// }
那这些 Node 服务器框架基于正则路由的原理是什么？
- 注册路由。每一个路由都作为一个 Layer (在 express、koa 中)，并使用
path-to-regexp把路由路径转化为正则，作为 Layer 的属性。 - 匹配路由。当一次请求来临时，对比路由表中每一条路由，找到匹配正则的多条路由，执行多条路由所对应的业务处理逻辑。
从上可以看出它没进行一次路由匹配的时间复杂度为: O(n) X 正则匹配复杂度
# 基于正则路由的一些问题
性能问题先不谈，先看一个问题:
当我们请求 /api/users/10086，有两条路由可供选择: /api/users/10086 与 /api/users/:userId，此时将会匹配哪一条路由？
以下是由 koa/koa-router 书写， 由于是正则匹配，此时极易出现路由冲突问题，匹配路由时与顺序极为相关。
const Koa = require("koa");
const Router = require("@koa/router");
const app = new Koa();
const router = new Router();
router.get("/api/users/10086", (ctx, next) => {
console.log(ctx.router);
ctx.body = {
userId: 10086,
direct: true
};
});
router.get("/api/users/:userId", (ctx, next) => {
console.log(ctx.router);
ctx.body = {
userId: ctx.params.userId
};
});
# 基于前缀树路由 (Trie、Radix Tree、Prefix Tree)
相对于正则匹配路由而言，基于前缀树匹配更加高效，且无上述路由冲突问题。
const http = require('http')
const router = require('find-my-way')()
const server = http.createServer((req, res) => {
router.lookup(req, res)
})
router.on('GET', '/api', () => {})
router.on('GET', '/api/users/:id', (req, res) => { res.end('id') })
router.on('GET', '/api/users/10086', (req, res) => { res.end('10086') })
router.on('GET', '/api/users-friends', () => {})
console.log(router.prettyPrint())
server.listen(3000)
在上述代码中，将把所有路由路径构成前缀树。前缀树，顾名思义，将会把字符串的公共前缀提取出来。
└── /api (GET)
└── /users
├── /
│ ├── 10086 (GET)
│ └── :id (GET)
└── -friends (GET)
可以看出，前缀树路由的匹配时间复杂度明显小于 O(n)，且每次不会有正则路由进行正则匹配的复杂度。这决定了它相比正则路由更高的性能。
Node 中最快的框架 fastify，便是内置了基于前缀树的路由。
const fastify = require('fastify')()
fastify.get('/api/users/10086', async (request, reply) => {
return { userId: 10086, direct: true }
})
fastify.get('/api/users/:id', async (request, reply) => {
const id = request.params.id
return { userId: id }
})
fastify.listen(3000)
# 405
在 HTTP 状态码中，与路由相关的状态码为 404、405，作为一个专业的路由库，实现一个 405 也是分内之事。
- 301
- 302
- 307
- 308
- 404: Not Found
- 405: Method Not Allowed
嗯，代码就不放了...