摘要：在后續(xù)的總結(jié)中，我會繼續(xù)分析，并準備將一些值得分析的逐一解讀，也會涉及一些。從一個官方示例開始這是官方給出的一個簡單程序，運行后訪問顯示。第一行載入了框架，我們來看源代碼中的。代碼的開始定義了一個函數(shù)，函數(shù)有形參，，為回調(diào)函數(shù)。

這兩天仔細看了看express的源碼，對其的整個實現(xiàn)有了較清晰的認識，所以想總結(jié)一下寫出來，如果有什么不對的地方，望指出。

這是第一篇，首先介紹一個最簡單的express應用運行過程，初步分析了其在源碼中的具體實現(xiàn)，還沒有涉及到一些比較重要的內(nèi)容比如路由組件的實現(xiàn)方式，中間件的觸發(fā)流程等。在后續(xù)的總結(jié)中，我會繼續(xù)分析，并準備將一些值得分析的public api逐一解讀，也會涉及一些private api。

截止寫這篇文章時目前最新的tags是4.4.2。我是直接看的master分支。express的commits提交非常頻繁，但總體的實現(xiàn)思路應該不會有大的變化。其在4.x后做了較大的改動，相對于3.x最大的地方在于不再依賴connect，并移除了幾乎所有的內(nèi)置中間件，具體的變動請看官方wiki的 Migrating from 3.x to 4.x 及 New features in 4.x。

var express = require("express");
var app = express();

app.get("/", function(req, res){
  res.send("Hello World");
});

app.listen(3000);

這是官方給出的一個簡單程序，運行后訪問localhost:3000顯示Hello World。下面我們就來仔細看看這段程序。

首先第一行

var express = require("express");

這是典型的Node.js模塊載入代碼，關(guān)于Node.js的模塊載入機制，不了解的同學建議看看樸靈的深入Node.js的模塊機制，非常有幫助。

第一行載入了express框架，我們來看源代碼中的index.js。

module.exports = require("./lib/express");

好吧，還要繼續(xù)require，我們看./lib/express.js

exports = module.exports = createApplication;

從這里我們可以看出，程序的第一行express最后實際是這個createApplication函數(shù)。第二行則是運行了這個函數(shù)，然后返回值賦給了app。該函數(shù)代碼如下

var EventEmitter = require("events").EventEmitter;
var mixin = require("utils-merge");
var proto = require("./application");
var req = require("./request");
var res = require("./response");

function createApplication() {
  var app = function(req, res, next) {
    app.handle(req, res, next);
  };

  mixin(app, proto);
  mixin(app, EventEmitter.prototype);

  app.request = { __proto__: req, app: app };
  app.response = { __proto__: res, app: app };
  app.init();
  return app;
}

可以發(fā)現(xiàn)，這個就相當于express的"main"函數(shù)，其中完成了所有創(chuàng)建express實例所需要的動作，并在執(zhí)行完畢后返回一個函數(shù)。

代碼的開始定義了一個函數(shù)，函數(shù)有形參req，res，next為回調(diào)函數(shù)。
函數(shù)體只有一條語句，執(zhí)行app.handle，handle方法在application.js文件中定義，此處是通過mixin導入(見下文)，handle的代碼如下

app.handle = function(req, res, done) {
  var router = this._router;

  // final handler
  done = done || finalhandler(req, res, {
    env: this.get("env"),
    onerror: logerror.bind(this)
  });

  // no routes
  if (!router) {
    debug("no routes defined on app");

    // generate error    
    var err = new Error("No routes or middlewares have been defined");
    err.status = 500;
    done(err);
    return;
  }

  router.handle(req, res, done);
};

它的作用就是將每對[req,res]進行逐級分發(fā)，作用在每個定義好的路由及中間件上，直到最后完成，具體的過程我們會在后續(xù)進行分析。

然后來看看中間的兩行

mixin(app, proto);
mixin(app, EventEmitter.prototype);

mixin是在頭部的require處載入的utils-merge模塊，它的代碼如下

exports = module.exports = function(a, b){
  if (a && b) {
    for (var key in b) {
      a[key] = b[key];
    }
  }
  return a;
};

很明顯，mixin(app, proto);的作用即是將proto中所有的property全部導入進app，proto在頭部的require處載入的是./lib/application.js文件，其中定義了大部分express的public api，如app.set,app.get,app.use...詳見官方的API文檔。
mixin(app, EventEmitter.prototype);則將Node.js的EventEmitter中的原型方法全部導入了app。

再來看接下來的兩行

app.request = { __proto__: req, app: app };
app.response = { __proto__: res, app: app };

這里定義了app的request和response對象，使用了對象的字面量表示法，使其分別繼承自req(頂部導入的request.js)和res(頂部導入的response.js)，并反向引用了app自身。為什么要這樣做呢？這個問題我一開始想不明白，后來我就干脆把這兩行代碼刪了，運行，當然就是報錯，答案就在錯誤中的信息里。

  
TypeError: Object # has no method "send"

顯示找不到"send"方法，為什么呢？首先我們從app.get()方法看起，不熟悉的人會找不到它在源碼中的位置，其實它在application.js中是這樣的

methods.forEach(function(method){
  app[method] = function(path){
    if ("get" == method && 1 == arguments.length) return this.set(path);

    this.lazyrouter();

    var route = this._router.route(path);
    route[method].apply(route, [].slice.call(arguments, 1));
    return this;
  };
});

methods在頂部模塊引入中定義，其實是一個包含各個HTTP請求方法的數(shù)組，具體代碼在這里。
從上面的代碼中我們可以看到，這里實際上是遍歷了所有methods中定義的方法，當然其中包括get，而且get方法是被"重載"的，即當app.get();的參數(shù)只有一個時候，執(zhí)行的是獲取變量的功能，否則，執(zhí)行route組件中的route.get方法，將該路由和回調(diào)函數(shù)(即第二個參數(shù))存儲進一個棧中(后續(xù)會進一步分析)。
回到原來的問題，在這里，關(guān)鍵是看中間的

this.lazyrouter();

我們看它的具體代碼

app.lazyrouter = function() {
  if (!this._router) {
    this._router = new Router({
      caseSensitive: this.enabled("case sensitive routing"),
      strict: this.enabled("strict routing")
    });

    this._router.use(query());
    this._router.use(middleware.init(this));
  }
};

它的作用是在第一次定義路由的時候初始化路由(添加基本的路由)，注意最后一句用到了middleware模塊的init方法，繼續(xù)上代碼

exports.init = function(app){
  return function expressInit(req, res, next){
    if (app.enabled("x-powered-by")) res.setHeader("X-Powered-By", "Express");
    req.res = res;
    res.req = req;
    req.next = next;

    req.__proto__ = app.request;
    res.__proto__ = app.response;

    res.locals = res.locals || Object.create(null);

    next();
  };
};

它的作用是初始化request和response，可以看到其中用到了我所疑惑app.request和app.respone，它使req和res繼承自了request.js和response.js中的定義，也因此在我去掉了那兩行代碼后會出現(xiàn)res.send找不到的情況。
另外，定義app.response對象時反引用自身，也使得后面在response對象中能夠通過this.app獲得所創(chuàng)建的express實例。

讓我們回到createApplication函數(shù)，接下來是app.init();。顯然，作用是初始化，做哪些工作呢？

app.init = function(){
  this.cache = {};
  this.settings = {};
  this.engines = {};
  this.defaultConfiguration();
};

設(shè)定了cache對象(render的時候用到)，各種setting的存儲對象，engines對象(模板引擎)，最后進行默認的配置，代碼有點長這里就不上了，就是做一些默認的配置。

好了，createApplication函數(shù)就是這些，當然，其中略去了很多重要的問題，比如路由組件的實現(xiàn)方式，中間件的觸發(fā)流程等，這我會在后續(xù)的總結(jié)中進行分析。

最開頭的官方示例中還有最后一句

app.listen(3000);

代碼如下

app.listen = function(){
  var server = http.createServer(this);
  return server.listen.apply(server, arguments);
};

實際上是調(diào)用了Node.js原生的http模塊的CreatServer方法，API文檔說明是

  
http.createServer([requestListener])#

  Returns a new web server object.
  
  
The requestListener is a function which is automatically added to the "request" event.

方法返回的是一個web server對象，其中的參數(shù)為HTTP request事件觸發(fā)后執(zhí)行的函數(shù)(這里我們給的就是我們在createApplication函數(shù)中獲得的app)。
最后，返回的web server有一個監(jiān)聽端口的listen方法，參數(shù)為需要監(jiān)聽的端口號，本示例中即為3000。