关于 express 路由管理的几种自动化方法

摘要：在方法装饰器的编写上，由于装饰器的行为相似，因此我们可以编写一个抽象函数，用来生成不同请求方法的不同装饰器。文章博客地址关于路由管理的几种自动化方法

我们平时在使用express写代码的过程中，会根据类别，将路由分为多个不同的文件，然后在项目的入口文件（例如app.js）中将其依次挂载，例如：

const index = require("./routes/index")
const user = require("./routes/user")
// ...其他路由文件

app.use("/", index)
app.use("/user", user)
// ...挂载其他路由

但是当路由文件过多时，这样写会多出很多重复性的代码，而且当我添加一个新的路由模块时，除了编写路由文件本身，还需要到app.js入口文件中将新路由文件挂载上去，不够灵活，因此，我们需要想一些办法来管理我们的路由，使其能够自动化，免除频繁修改入口文件的操作。

我们的项目目录主要是这样的：

├─routes
  ├─index.js
  ├─user.js
  ├─sub
    ├─index.js
    ├─a.js
├─app.js

首先，我们来看一下，express的路由管理主要由三部分组成，路由方法（method）、路由路径（path）和路由处理器（handle），一般情况下，路由方法和路由处理器是由路由文件自己来管理，在一个路由文件中，我们经常使用这样的写法：

// routes/user.js
const express = require("express")
const router = express.Router()

// 路由的方法，处理器和部分路径
router.get("/", function (req, res, next) {
  res.send("respond with a resource")
})

module.exports = router

然后在入口文件中添加上共通的路由前缀：

app.use("/user", require("./routes/user"))

根据这种思路，我们主要处理的就是路由路径这个部分。在这个部分我们有两种处理方式，一种是根据路径和文件名自动生成路由的共通路径前缀，路由文件只编写剩余不共通部分的路径；还有一种则是路径完全由路由文件自己来管理，在挂载时直接挂载到根路径"/"上。

我们通过扫描项目目录，可以将文件在项目中的路径转化为express的路由路径模式，自动生成路由前缀，例如路由文件routes/sub/a.js就会为转化成路由前缀/sub/a，路由文件a.js中只要编写/sub/a后面的路径部分即可。

项目目录为：

├─routes
  ├─index.js
  ├─user.js
  ├─sub
    ├─index.js
    ├─a.js
├─app.js
├─helper.js

主要的实现代码为：

// helper.js
const fs = require("fs")
const path = require("path")

/**
 * 将文件名修正为前缀
 *
 * @param {String} filename
 * @returns {String}
 */
function transform (filename) {
  return filename.slice(0, filename.lastIndexOf("."))
    // 分隔符转换
    .replace(//g, "/")
    // index去除
    .replace("/index", "/")
    // 路径头部/修正
    .replace(/^[/]*/, "/")
    // 路径尾部/去除
    .replace(/[/]*$/, "")
}

/**
 * 文件路径转模块名（去.js后缀）
 *
 * @param {any} rootDir 模块入口
 * @param {any} excludeFile 要排除的入口文件
 * @returns
 */
exports.scanDirModules = function scanDirModules (rootDir, excludeFile) {
  if (!excludeFile) {
    // 默认入口文件为目录下的 index.js
    excludeFile = path.join(rootDir, "index.js")
  }
  // 模块集合
  const modules = {}
  // 获取目录下的第一级子文件为路由文件队列
  let filenames = fs.readdirSync(rootDir)
  while (filenames.length) {
    // 路由文件相对路径
    const relativeFilePath = filenames.shift()
    // 路由文件绝对路径
    const absFilePath = path.join(rootDir, relativeFilePath)
    // 排除入口文件
    if (absFilePath === excludeFile) {
      continue
    }
    if (fs.statSync(absFilePath).isDirectory()) {
      // 是文件夹的情况下，读取子目录文件，添加到路由文件队列中
      const subFiles = fs.readdirSync(absFilePath).map(v => path.join(absFilePath.replace(rootDir, ""), v))
      filenames = filenames.concat(subFiles)
    } else {
      // 是文件的情况下，将文件路径转化为路由前缀，添加路由前缀和路由模块到模块集合中
      const prefix = transform(relativeFilePath)
      modules[prefix] = require(absFilePath)
    }
  }
  return modules
}

然后，在路由目录的入口index文件下，加入这么一段代码（scanDirModules方法需要从之前编写的helper.js文件中引入）：

const scanResult = scanDirModules(__dirname, __filename)
for (const prefix in scanResult) {
  if (scanResult.hasOwnProperty(prefix)) {
    router.use(prefix, scanResult[prefix])
  }
}

在app.js入口文件中只需要将所有路由相关代码改成一句：

app.use("/", require("./routes"))

这样就完成了路由前缀的自动生成和路由自动挂载了。

效果展示：

我们将routes/sub/a.js的内容定为：

// routes/sub/a.js
const express = require("express")
const router = express.Router()

router.get("/", function (req, res) {
  res.send("sub/a/")
})

module.exports = router

挂载效果：

访问结果：

这种自动生成前缀的方法，在路由目录层级不深时，可以起到很好的作用，但是当目录层级较多时，就会暴露出缺点：阅读代码时路由路径不明确，不能直观地看到完整路径，而且生成前缀的灵活性不高。

后者可以使用自定义导出对象和挂载方式的方法来解决，但是前者我暂时没有什么好的解决方法，因此我们来看一下之前提到的另一种自动化方法。

这种方法的扫描思路和前一种方法相似，不同之处在于，在编写路由文件的时候，我们需要写完整路由的路径，例如：

// routes/sub/a.js
const express = require("express")
const router = express.Router()

router.get("/sub/a", function (req, res) {
  res.send("sub/a/")
})

module.exports = router

扫描部分的代码修改为：

exports.scanDirModulesWithoutPrefix = function scanDirModulesWithoutPrefix (rootDir, excludeFile) {
  if (!excludeFile) {
    // 默认入口文件为目录下的 index.js
    excludeFile = path.join(rootDir, "index.js")
  }
  const modules = []
  let filenames = fs.readdirSync(rootDir)
  while (filenames.length) {
    // 路由文件相对路径
    const relativeFilePath = filenames.shift()
    // 路由文件绝对路径
    const absFilePath = path.join(rootDir, relativeFilePath)
    // 排除入口文件
    if (absFilePath === excludeFile) {
      continue
    }
    if (fs.statSync(absFilePath).isDirectory()) {
      // 是文件夹的情况下，读取子目录文件，添加到路由文件队列中
      const subFiles = fs.readdirSync(absFilePath).map(v => path.join(absFilePath.replace(rootDir, ""), v))
      filenames = filenames.concat(subFiles)
    } else {
      // 是文件的情况下，将模块添加到模块数组中
      modules.push(require(absFilePath))
    }
  }
  return modules
}

路由入口文件修改为：

// 获取 routes 目录下所有路由模块，并挂载到一个路由上
const routeModules = scanDirModulesWithoutPrefix(__dirname, __filename)
routeModules.forEach(routeModule => {
  router.use(routeModule)
})

挂载效果：

这种方法可以明确的看到路由的完整路径，在阅读代码时不会出现因为层级过深而导致出现阅读困难的情况，但是明显的缺点就是需要编写大量的路径相关代码，路径重用性又太低。

那么有没有一种方法，既能保证共通路径的重用性，又能保证代码的可阅读性呢？

有，我们可以用JavaScript的装饰器（Decorator）来进行路由的管理。

装饰器的思路来自于Java的MVC框架Spring MVC，在Spring MVC中，路由的编写方式是这样的：

// 类上的 RequestMapping 注解用来设置共通的路径前缀
@Controller
@RequestMapping("/")
public class SampleController {

  // 方法上的 RequestMapping 注解用来设置剩余路径和路由方法
  @RequestMapping("/", method=RequestMethod.GET)
  public String index() {
    return "Hello World!";
  }

  // GetMapping 注解相当于已经指定了GET访问方法的 RequestMapping
  @GetMapping("/1")
  public String index1() {
    return "Hello World!1";
  }
}

在ES6之后，在js中编写类已经变得非常容易，我们也可以仿照 Spring MVC 的路由方式来管理express中的路由。

关于JavaScript的装饰器，可以参考这两篇文章：

探寻 ECMAScript 中的装饰器 Decorator

JS 装饰器（Decorator）场景实战

在进行实现之前，我们先简单整理一下实现的思路。我的思路是，为了阅读方便，每一个路由文件包括一个类（Controller），每个类上有两种装饰器。

第一种装饰器是在类上添加的，用来将这个类下面的所有方法绑定到一个共通的路由前缀上；

而第二种装饰器则是添加到类中的方法上的，用来将方法绑定到一个指定的HTTP请求方法和路由路径上。

这两种装饰器也都接收剩余的参数，作为需要绑定的中间件。

除了编写装饰器本身之外，我们还需要一个注册函数，用来指定需要绑定的express对象和需要扫描的路由目录。

为了使用装饰器这个特性，我们需要使用一些babel插件：

$ yarn add babel-register babel-preset-env babel-plugin-transform-decorators-legacy

编写.babelrc文件：

{
  "presets": [
    "env"
  ],
  "plugins": [
    "transform-decorators-legacy"
  ]
}

在app.js中注册babel-register：

require("babel-register")

注册函数的功能较为简单，因此我们先来编写注册函数：

let app = null

/**
 * 扫描并引入目录下的模块
 *
 * @private
 * @param {string} routesDir 路由目录
 */
function scanDirModules (routesDir) {
  if (!fs.existsSync(routesDir)) {
    return
  }
  let filenames = fs.readdirSync(routesDir)
  while (filenames.length) {
    // 路由文件相对路径
    const relativeFilePath = filenames.shift()
    // 路由文件绝对路径
    const absFilePath = path.join(routesDir, relativeFilePath)
    if (fs.statSync(absFilePath).isDirectory()) {
      // 是文件夹的情况下，读取子目录文件，添加到路由文件队列中
      const subFiles = fs.readdirSync(absFilePath).map(v => path.join(absFilePath.replace(routesDir, ""), v))
      filenames = filenames.concat(subFiles)
    } else {
      // require路由文件
      require(absFilePath)
    }
  }
}

/**
 * 注册express服务器
 *
 * @param {Object} options 注册选项
 * @param {express.Application} options.app express服务器对象
 * @param {string|Array} options.routesDir 要扫描的路由目录
 */
function register (options) {
  app = options.app
  // 支持扫描多个路由目录
  const routesDirs = typeof options.routesDir === "string" ? [options.routesDir] : options.routesDir
  routesDirs.forEach(dir => {
    scanDirModules(dir)
  })
}

通过获取express的app对象，将其注册到文件的顶级变量app，可以让其余的装饰器函数访问到app对象从而完成路由注册。

routesDir可以是字符串也可以是字符串的数组，代表了需要扫描的路由目录，将其转化为字符串数组后依次进行扫描。

scanDirModules方法与之前的扫描方法类似，只是这里只需要将路由文件require进来就行，不需要返回。

装饰器部分分为两部分，装饰类的路由装饰器Router和其余装饰方法的请求处理装饰器（Get, Post, Put, Delete, All, Custom）。

在方法装饰器的编写上，由于装饰器的行为相似，因此我们可以编写一个抽象函数，用来生成不同HTTP请求方法的不同装饰器。

抽象函数的具体代码为：

/**
 * 生成对应HTTP请求方法的装饰器
 *
 * @param {string} httpMethod 请求方法
 * @param {string|RegExp} pattern 请求路径
 * @param {Array} middlewares 中间件数组
 * @returns {MethodDecorator}
 */
function generateMethodDecorator (httpMethod, pattern, middlewares) {
  return function (target, methodName, descriptor) {
    if (!target._routeMethods) {
      target._routeMethods = {}
    }
    // 为自定义方法生成对应的方法存储对象
    if (!target._routeMethods[httpMethod]) {
      target._routeMethods[httpMethod] = {}
    }
    target._routeMethods[httpMethod][pattern] = [...middlewares, target[methodName]]
    return descriptor
  }
}

这里的target表示类的原型对象，methodName则是需要装饰的类方法的名称，我们将类方法和它的前置中间件组成一个数组，存储到类原型对象上的_routeMethods属性中，以便类装饰器调用。

要生成一个HTTP请求方法的装饰器，只需要调用这个生成函数即可。

例如生成一个GET方法的装饰器，则只需要：

/**
 * GET 方法装饰器
 *
 * @param {string|RegExp} pattern 路由路径
 * @param {Array} middlewares 中间件数组
 * @returns {MethodDecorator}
 */
function Get (pattern, ...middlewares) {
  return generateMethodDecorator("get", pattern, middlewares)
}

路由装饰器（类装饰器）的代码为：

/**
 * Router 类装饰器，使用在 class 上，生成一个带有共通前缀和中间件的路由
 *
 * @param {string|RegExp} prefix 路由前缀
 * @param {express.RouterOptions} routerOption 路由选项
 * @param {Array} middlewares 中间件数组
 * @returns {ClassDecorator}
 */
function Router (prefix, routerOption, ...middlewares) {
  // 判断是否有路由选项，没有则当做中间件来使用
  if (typeof routerOption === "function") {
    middlewares.unshift(routerOption)
    routerOption = undefined
  }

  /**
   * 为类生成一个 router,
   * 该装饰器会在所有方法装饰器执行完后才执行
   *
   * @param {Function} target 路由类对象
   */
  return function (target) {
    const router = express.Router(routerOption)
    const _routeMethods = target.prototype._routeMethods
    // 遍历挂载路由
    for (const method in _routeMethods) {
      if (_routeMethods.hasOwnProperty(method)) {
        const methods = _routeMethods[method]
        for (const path in methods) {
          if (methods.hasOwnProperty(path)) {
            router[method](path, ...methods[path])
          }
        }
      }
    }
    delete target.prototype._routeMethods
    app.use(prefix, ...middlewares, router)
  }
}

这里的target是类对象，当装饰器对类进行处理时，我们生成一个新的express路由对象，将放置在类对象原型上的_routeMethods属性进行遍历，获取到对应的路由方法、路由路径和路由处理函数，并挂载到这个路由对象上。

需要注意，类装饰器的处理会放在方法装饰器之后进行，因此我们不能直接在方法装饰器上进行挂载，需要将其存储起来，在类装饰器上完成挂载工作。

我们的路由文件也需要进行大幅度的改动，将其转化为下面类似的形式：

// routes/sub/a.js
// Router 和 Get 装饰器从你的装饰器文件中引入
@Router("/sub/a")
class SubAController {
  @Get("/")
  index (req, res, next) {
    res.send("sub/a/")
  }
}

module.exports = SubAController

用装饰器编写路由的相关代码我已经多带带建立了一个github仓库，并发布成了一个npm包——express-derouter，欢迎各位star。

以上就是我最近所思考的有关于express路由管理自动化的几种方法，其中装饰器挂载的方式由于js自身原因，在还原Spring MVC的其他功能上有所限制，如果你对更加强大的功能有要求的话，可以看看TypeScript基于express的一个MVC框架——nest，相信它应该更能满足你的需求。

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