第 6 卷

• 核心属性： stack（中间件/路由规则数组，每个元素是 Layer 实例，包含路径、中间件函

数、匹配规则）；

• use() 方法：向 stack 中添加中间件Layer，支持路径前缀匹配；
• HTTP方法（如 get()）：创建路由Layer，关联请求方法、路径和处理函数，存入 stack。

1. 请求处理流程

当HTTP请求到达时，服务器调用 app(req, res)（ Application 类实现了 req, res, next 的请求处理函数），核心逻辑：

1. 初始化 req（扩展原生req，如添加 req.query、 req.params）和 res（扩展原生

res，如添加 res.send()、 res.json()）；

1. 调用 _router.handle(req, res, done)，启动路由匹配和中间件执行；
2. Router.handle() 遍历 stack 中的Layer，通过 path-to-regexp 库匹配请求路径和方

法；

1. 匹配成功后，执行Layer中的中间件函数，通过 next() 控制流程（ next() 内部是递归遍历

stack的逻辑）；

1. 若所有中间件执行完成仍未返回响应，调用 done()，触发404错误。
2. 响应方法实现

Express扩展了原生 res 对象，如 res.send()（源码在 lib/response.js）：

• 自动判断响应数据类型（字符串、JSON、Buffer），设置对应的 Content-Type；
• 处理响应状态码，调用原生 res.end() 发送响应。

1. Koa源码实现核心

Koa（源码核心文件： lib/application.js）基于ES6+，设计更简洁，核心是“洋葱模型中间件+上下文封装”，工作流程如下：

1. 核心类：Application

koa() 返回 Application 实例，继承自 events.EventEmitter。

• 核心属性： middleware（中间件数组，存储所有通过 use() 注册的中间件函数）、

context（上下文对象原型，封装 req、 res）；

• 核心方法：
• use(fn)：向 middleware 数组添加中间件（需是 (ctx, next) => { ... } 格式，

若为Generator函数，需通过 koa-convert 转换）；

• listen()：创建HTTP服务器，调用 http.createServer(this.callback())，其

中 this.callback() 返回请求处理函数。

app.context；

• ctx.req / ctx.res：原生req/res对象；
• ctx.request / ctx.response：Koa扩展的请求/响应对象（如 ctx.request.url、

ctx.response.body）；

• 源码中通过getter/setter简化操作，如 ctx.body 对应 ctx.response.body，

ctx.status 对应 ctx.response.status。

1. 洋葱模型中间件实现

Koa的核心是 compose 函数（源码在 lib/compose.js），该函数接收中间件数组，返回一个可执行的中间件函数，实现洋葱模型的核心逻辑：

• compose 函数内部通过递归调用 next()，将中间件串联起来；
• 每个中间件的 next() 函数对应下一个中间件的执行结果（Promise）；
• 当中间件中调用 await next() 时，会暂停当前中间件，执行下一个中间件，直到最内层中间

件执行完成后，再反向执行每个中间件的后续逻辑。

compose 核心源码简化：

function compose(middleware) { return function (ctx, next) {

let index = -1;

function dispatch(i) { if (i <= index) return Promise.reject(new Error("next()

called multiple times"));

index = i;

let fn = middleware[i];

if (i === middleware.length) fn = next;

if (!fn) return Promise.resolve();

try { return Promise.resolve(fn(ctx, dispatch.bind(null, i + 1)));

} catch (err) { return Promise.reject(err);

} }

return dispatch(0);

};

}

1. 返回请求处理函数 (req, res) => { ... }，该函数创建 ctx 实例（ ctx =

app.createContext(req, res)）；

1. 执行 fn(ctx)，启动中间件链条；
2. 中间件执行完成后，根据 ctx.body、 ctx.status 等信息，调用 respond() 函数发送响

应（源码在 lib/application.js）；

1. 若执行过程中出现错误，触发 error 事件，若未监听 error 事件，直接抛出错误。

九、什么是数据库? 为什么需要数据库存储?

1. 数据库的核心定义

数据库（Database，简称DB）是**按照数据结构组织、存储和管理数据的仓库**，本质是一个或多个结构化的数据集合。它由数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）进行管

理，DBMS提供数据定义、数据操作（增删改查）、数据安全、数据备份等核心功能。

简单来说，数据库就是“专业的数据管家”，负责高效、安全地存储和管理大量数据，供应用程序（如网站、APP）调用。

1. 需要数据库存储的核心原因

在没有数据库的时代，数据通常存储在文件中（如txt、excel），但随着数据量增长和应用复杂度提升，文件存储的弊端凸显，数据库的价值由此体现，核心原因如下：

1. 解决数据冗余问题

文件存储中，相同数据可能需要在多个文件中重复存储（如用户信息在订单文件、评论文件中都需保存），导致数据冗余（重复存储），浪费存储空间且难以维护（修改一处数据需同步修改多

处）。

数据库通过数据规范化设计（如关系型数据库的表结构设计），将数据拆分到不同表中，通过关联关系避免重复存储，降低冗余。

1. 保证数据一致性与完整性

文件存储中，数据修改容易出现“部分修改成功”的情况（如修改用户姓名，仅修改了订单文件中的姓名，评论文件中的姓名未修改），导致数据不一致。

数据库通过约束（如主键约束、外键约束、唯一性约束）和事务（原子性、一致性、隔离性、持久性，ACID）保证数据完整性和一致性：

• 约束：防止无效数据插入（如主键不能为空、唯一）；
• 事务：确保一组数据操作要么全部成功，要么全部失败（如转账操作，扣款和到账必须同时完

成）。