0. 前言

如今nodejs变得越来越火热，采用nodejs实现前后端分离架构已被多数大公司所采用。

在过去，使用nodejs大家首先想到的是TJ大神写的express.js，而发展到如今，更轻量，性能更好的koa已然成为主流，

它同样出自TJ大神手笔，如今版本已更新到了koa2，不仅性能优异，它还支持async/await,堪称回调地狱的终结者

下面，我们来探讨下，如何使用koa2+es6/7来打造高质量的Restful风格API。

刨根问底，篇幅略长，精华在后面，需要耐心看。

1. 两种模式

一种是耦合模式，即接口层和逻辑层都由一个函数来处理完成。

另一种是分离模式，即接口层和逻辑层是分开的。

下面我们先来说第一种。

耦合模式

先举个粟子，以express为例：

# /server/user/login.js   用户登录

const express = require('express');
const router = express.Router();

 router.post('/api/user/login',function(req,res){
 
  // 逻辑层

 })

# /server/user/register.js  用户注册

const express = require('express');
const router = express.Router();

 router.post('/api/user/register',function(req,res){
 
  // 逻辑层

 })

# /server/user/put.js   更改用户资料

const express = require('express');
const router = express.Router();

 router.post('/api/user/put',function(req,res){
 
  // 逻辑层

 })

这种在过去很常见，相信很多人都写过，我也不例外。但并不推荐。

首先，一个应用的api通常会很多，如果应用够复杂，那意味着你的api可能要处理非常多的逻辑。

而为了应付这些需求，你不得不建立很多的文件，甚至困扰于如何划分和组织好这些文件。

其次，后期并不好维护，当api过多，过于繁杂时，文件深层嵌套，也许你找一个api文件都费神费力。

分离模式

同样先来个粟子：

# /server/router.js

const express = require('express');
const router = express.Router();

 router.post('/api/user/login',require('../controllers/users/login'))         // 用户登录

       .post('/api/user/register',require('../controllers/users/register'))   // 用户注册      

       .put('/api/user/put',require('../controllers/users/put')               // 更改用户资料

       .delete('/api/user/deluser',require('../controllers/users/deluser'))   // 删除用户
       ……
      

很显然，这种api已将接口层和逻辑层分离了，接口层由一个router.js文件来统一定义，而每个接口的逻辑层则由单独的文件来处理，并按不同功能模块用不同文件夹来组织这些逻辑文件。

那么，这样做有什么好处呢？

首先，很直观，整个结构很清晰，一目了然

其次，只需要你专注于处理逻辑

再者，api集中在router.js文件定义，同事更容易看懂你的代码结构，或者知道你增改了哪些api等等，这很方便于多人协同开发，在大型开发中尤为重要

很显然，分离模式优于耦合模式。

2. 如何更好地组织逻辑层

经过上面的分析之后，我们选择更优的分离模式, 它只需要你关注逻辑层。

但是，以上面分离模式的例子为例，每一个接口仍然需要单独一个js文件来处理它的逻辑层，并且需要用很多不同文件夹来组织它
们，假如应用足够大，有几十甚至上百个api，那意味着很有可能你的js逻辑文件也达几十乃至上百个，而用来划分和组织这些js文
件的文件夹也不在少数。

这就造成了过于臃肿，难以维护的毛病。

那么，有没有可能，一个功能模块只需要一个js文件来处理它们的所有逻辑层，并更具可维护性呢？

打个比方，现在有一个博客站点，我仅使用一个user.js文件来处理用户模块所有api的逻辑层，包括注册，登录，修改，删除，密码重置等等，另外用一个article.js文件来处理文章模块所有api的逻辑层，包括发布，修改，获取详情，点赞，评论，删除等等。

如果可以做到这样，那就意味着代码量大大减少，且可维护性更高。

而要做到这步，我们需要解决两个问题，一个是异步回调，因为异步回调使我们增加了很多代码量，逻辑复杂，二是如何批量定义和导出大量api的逻辑层方法。

首先，我们先来解决异步回调这个问题，下面将会展开讲解。

为了减少篇幅，下面只做简要的浅析。

express 时代

我们先来回顾一下历史。

鉴于nodejs的回调机制，很多异步操作都需要回调来完成，如果你的逻辑足够复杂，很可能就会陷进回调地狱，下面是一个简单的例子：

……
fs.readFile('/etc/password', function(err, data){
    // do something
    fs.readFile('xxxx', function(err, data){
        //do something
            fs.readFile('xxxxx', function(err, data){
            // do something
        })
    })
})
……

同样，express也不例外，常常会让你深陷回调地狱。通常一个api需要写大量的代码来完成，此时为了更好地开发和维护，你不得不每个api都单独一个js文件来处理。

为了解决异步回调这个大问题，js生态出现了很多解决方案，

其中比较好的两个——promise，async。

promise, async时代

首先说说async。

这曾是一个非常优秀的第三方模块，它基于回调机制来实现，是处理异步回调很好的解决方案，如今github上已超两万多颗星。

async提供两个非常好的处理异步的方法，分别是串行执行的waterfall，以及并行执行的parallel。

下面来个粟子：

# waterfall 按顺序执行，执行完一个，传递给下一个，最终结果返回给最后的回调函数

async.waterfall([
  function(callback){
    callback(null, 'one', 'two');
  },
  function(arg1, arg2, callback){
    // arg1 now equals 'one' and arg2 now equals 'two'
    callback(null, 'three');
  },
  function(arg1, callback){
    // arg1 now equals 'three'
    callback(null, 'done');
  }
], function (err, result) {
   // result now equals 'done'
   console.log(result);
});

# parallel 并行执行，即同时执行

async.parallel([
  function(callback){
    callback(null, 'one');
  },
  function(callback){
    callback(null, 'two');
  }
],
function(err, results){
  // 最终处理
});

很显然，这很大程度上避免了回调地狱，并且有一个完整的控制流，使你可以很好的组织代码。

接下来说说promise

作为一名合格的前端，你有必要对promise有所了解，可以参考阮一峰写的es6入门之promise。

首先，promise是es6的特性之一，实际是可用来传递异步操作流的对象。

promise提供三种状态，Pending(进行中)，Resolved(已解决)，Rejected(已失败)。

promise提供两个方法，resolve()和reject()，可用于处理最终结果。

promise还提供一个then方法，用于异步处理过程，这是一个控制流方法，可以不停地执行下去，直到得到你想要的结果。

promise还提供了catch方法，用于捕获和处理异步处理过程中出现的异常。

下面来举个粟子：

var promise = new Promise(function(resolve, reject) {

   // 一些异步逻辑，比如ajax, setTimeout等

  if (/* 异步操作成功 */){
    resolve(value);   // 成功则返回结果
  } else {
    reject(error);    // 失败则返回错误
  }
}).then(function(value){
   // 不是想要的结果，继续往下执行
}).then(function(value){
  // 不是想要的结果，继续往下执行
}).then
……

}).then(function(value){
   // 是最终想要的结果
}).catch(function(err){

  throw err;  // 如果有异常则抛出

})

那么，能不能同时执行多个promise实例呢?

可以的，promise.all()方法可以帮到你。

不得不说，promise是解决异步回调的一大进步，是一个非常优秀的解决方案。而由于promise的强大，生态圈出现了很多基于promise的优秀模块, 比如bluebird, q等等。

然而，promise并非终点，它只是弱化了回调地狱，并不能真正消除回调。使用promise仍然要处理很多复杂的逻辑，以及写很多的逻辑代码

而要消除回调，意味着要实现以同步的方式来写异步编程。

那么如何来实现？

此时舞台再次交给TJ大神，因为他写了个co，利用generator协程机制，实现以同步的方式来写异步编程。

不得不膜拜下TJ大神。

generator 时代

关于generator的相关知识，可参考阮一峰老师写的es6入门之generator。

和promise一样，generator同样是es6的新特性，但它并非为解决回调而存在的，只是它恰好拥有这个能力，而TJ大神看到这种可能，于是他利用generator封装了co。并基于co，他又创造了个更轻量，性能更好的koa1web框架。

自此，koa1终于诞生了！它迎合了es6和co，

koa1和express相比，有非常大的进步，其中之一就是它很大程度上真正地解决了异步回调问题，真正意义上实现同步方式来写异步编程。

再就是，koa1更轻量，性能比express更为优异。

koa1实现同步写异步的关键点就是co。那么，co是如何实现同步写异步的呢？

下面继续来个举个粟子:

# 正常的异步回调
var request = require('request');
var a = {};
var b = {};
request('http://www.google.com', function (error, response, body) {
    if (!error && response.statusCode == 200) {
        a.response = response;
        a.body = body;
        request('http://www.yahoo.com', function (error, response, body) {
            if (!error && response.statusCode == 200) {
                b.response = response;
                b.body = body;
            }
        });
    }
});


# co异步处理

co(function *(){
  var a = yield request('http://google.com');    // 以同步的方式，直接拿到异步结果，并往下执行
  var b = yield request('http://yahoo.com');
  console.log(a[0].statusCode);
  console.log(b[0].statusCode);
})()

看完这个粟子，是不是十分的激动呢？

我们再来看看,基于co的koa1是如何处理异步的, 同样举个粟子：

# 发布文章接口

const parse = require('co-body');
const mongoose = require('mongoose');
const Post = mongoose.model('Post');

// 发布文章
exports.create = function *() {                        // 使用 *表示这是一个gentator函数
  let post = new Post(this.req.body.post);
  let tags;

  post.set('user_id', this.user.id);

  if (yield post.save()) {                             // yield直接获取异步执行的结果
    this.redirect('/admin/posts');
  } else {
    tags = yield Tag.findAll();
    this.body = yield render('post/new', { post: post.toJSON(), tags: tags.toJSON() });    // yield直接获取异步执行的结果
  }
}

想象一下，这个例子如果使用express来做会是怎样呢?

相信你心中有数，很无情地抛弃了express，express哭晕厕所😢。

下面开始回归正题。

我们来探讨下，如何使用更好的组织结构，更少的代码量来实现大量api的逻辑层

3, 探讨一，koa1的实现

经过前面的诸多讲述了解到，异步回调这一大难题，到了koa1才真正意义上的得以解决，准确来说是generator的功劳。

以同步的方式处理异步回调，这才是我们想要的结果，意味着我们可以用很少的代码量来实现api的逻辑层。

解决了异步回调后，此时我们考虑另一个问题，如何集中处理，暴露大量api逻辑层？

此时，时代进步的利器——es6，排上用场了。

使用es6

这里主要使用es6的几个新特效，export, import等等。

下面，我们举个粟子来讲述：

首先是api接口层

# /server/router.js     // 组织api的接口层

const router = require('koa-router')();       // koa1.x
const userctrl = require('../controllers/users/userctrl');   // 引用用户模块逻辑层
const  articlectrl = require('../controllers/articles/articlectrl');   // 引用文章模块逻辑层

router
      //  用户模块api
      .post('/api/user/login',userctrl.login)         // 用户登录

      .post('/api/user/register',userctrl.register)   // 用户注册      

      .put('/api/user/put',userctrl.put)               // 更改用户资料

      .put('/api/user/resetpwd',userctrl.resetpwd)        // 重置用户密码

      .delete('/api/user/deluser',resetpwd.deluser)   // 删除用户

       // 文章模块api
      .post('/api/article/create',articlectrl.create)         // 发布文章

      .get('/api/article/detail',articlectrl.detail)         // 获取文章详情          

      .put('/api/article/put',articlectrl.put)         // 编辑文章

      .delete('/api/article/del',articlectrl.del)         // 删除文章

      .post('/api/article/praise',articlectrl.praise)         // 点赞文章

      .post('/api/article/comments',articlectrl.comments)         // 发布评论

      .delete('/api/article/del_comments',articlectrl.del_comments);         // 删除评论

  export default router;

不知注意到没，用户模块和文章模块都分别只引入了一个文件，分别是userctrl.js和articlectrl.js，所有用户和文章模块相关的api逻辑层都集中在这两个文件中处理。

如何做的呢？ 请看下面的粟子：

• 用户模块

# /controllers/users/userctrl.js

// 用户登录
exports.login = function *(){
   // yield ....
}

// 用户注册
exports.register = function *(){
   // yield ....
}

// 更改用户资料
exports.put = function *(){
   // yield ....
}

// 重置用户密码
exports.resetpwd = function *(){
   // yield ....
}

// 用户登录
exports.deluser = function *(){
   // yield ....
}

• 文章模块

# /controllers/articles/articlectrl.js

// 发布文章
exports.create = function *(){
   // yield ....
}

// 获取文章详情
exports.detail = function *(){
   // yield ....
}

// 编辑文章
exports.put = function *(){
   // yield ....
}

// 删除文章
exports.del = function *(){
   // yield ....
}

// 点赞文章
exports.praise = function *(){
   // yield ....
}

// 发布评论
exports.comments = function *(){
   // yield ....
}

// 删除评论
exports.del_comments = function *(){
   // yield ....
}

到了这一步，api接口层和逻辑层都已处理完毕。

这里有个小问题，使用koa，意味着你需要使用try/catch去捕获内部错误，但如果每个api都try/catch一遍，那是极其繁琐的，
也会占用不少代码量和空间

对于这个问题，我们可以把try/catch封装成一个中间件来处理，只需要把这个中间放在路由之前执行即可。对此，可以参考阿里云栖里的这篇文章——如何优雅的在 koa 中处理错误

至此，一个基于koa1+es6的Restful API打造完成。

然而，这仍不是终点。

4. co的末日，也是koa1的末日

co/koa1这么厉害，实现了promise,async都解决不了的同步写异步，为什么会是末日呢？

co/koa1并不是不好，而是有比它更好的，从而淹没了他们的光芒，所谓壮士一去不复返，垂泪三千尺😢。

是什么抢走了co/koa1的光芒？你应该猜到了，那就是koa2、async/await

async/await来势汹汹，它有个代号，叫——终结者。别误会，不是那个酷酷的美国大叔。

async/await并非第三方实现，而是原生javascript的实现，也就是说它不是bluebird,q,async那一流，将来它是要进入w3c标准的，官方的解决方案。 准确地说，它才是正统皇帝，generator只是代皇帝，bluebird,q,async之类的则只是江湖侠客。

为此，自nodejs发布到7.x以后，TJ 大神推出了koa2，直接支持async/await。并将会在koa3中完全移除对generators的支持。

async/await非常新，它并不属于es6，而是属于es7。和generator一样，它实现了同步写异步，终结异步回调。

而async/await具有非常大的优势，首先它本身是generator语法糖，自带执行器，更具语义化，适用性更广。其次，它并不需要像co这样的第三方实现，而是原生支持的。

那么，使用async/await是怎样的体验呢？以我的开源博客sinn源码为例，下面来个粟子：

// 查询二级文章分类
  static async get_category(ctx) {                           // async声明这是一个async函数
   const data = await CategoryModel.find();          // await 获取异步结果
   if(!data) return ctx.error({msg: '暂无数据'});
   return ctx.success({ data });
  }

  // 查询分类菜单
  static async getmenu_category(ctx) {
   const data = await CategoryModel.find({}).populate('cate_parent');
   if(!data) return ctx.error({msg: '获取菜单失败!'});
   return ctx.success({ data });
  }

5. 探讨二，koa2+es6/7的实现

直接奔入最终主题。

前面讲了koa1+es6实现Restful API的打造，可它并非是最优解。

真正的最优方案是koa2+async/await+class的实现。

使用koa2，需要保证你的node版本是7.x以上，不需要babel。

这里为什么提到class呢？

class是es6版的面向对象的实现，是的，你没有看错，你曾经所熟悉的oop可以玩起来了。

可是，这里为什么需要用到它？

因为，class+async/await的结合，可以使你更好的组织api的逻辑层，语义更清晰，结构更清晰，代码量更少更轻，更容易维护。至此，你不再需要export每个接口逻辑了。另一个优点，它同样具有很好的性能。

下面来个真实的粟子，以我的开源博客sinn源码为例:

首先是接口层：

# /server/router.js     // 组织api的接口层

 const router = require('koa-router')(); 
 const userctrl = require('../controllers/users/UserController');   // 引入用户模块逻辑层

 router
         //  用户模块api
       .post('/api/user/login',userctrl.login)         // 用户登录
       .post('/api/user/register',userctrl.register)   // 用户注册      
       .get('/api/user/logout',userctrl.logout)     // 用户退出      
       .put('/api/user/put',userctrl.put)               // 更改用户资料
       .put('/api/user/resetpwd',userctrl.resetpwd)        // 重置用户密码
       .delete('/api/user/deluser',resetpwd.deluser)   // 删除用户
       ……

然后是逻辑层

# /server/users/UserController.js  用户模块  

import mongoose from 'mongoose';
import md5 from 'md5';
const UserModel = mongoose.model('User');

class UserController {

  // 用户注册
   async register(ctx) {
      // await ……
   }

  // 用户登录
  async login(ctx) {
   // await ……
  }

   // 用户退出
  async logout(ctx) {
   // await ……
  }

  // 更新用户资料
  async put(ctx) {
   // await ……
  }

  // 删除用户
  async deluser(ctx) {
   // await ……
  }

 // 重置密码
  async resetpwd(ctx) {
   // await ……
  }

  ……

}
export default new UserController();

是不是更清晰，更有结构性了呢？

你甚至还可以用extends(继承)来实现更复杂的api。

但是，不知你有没有注意到一个细节，上面的例子用了new实例化。

实例化，意味着会消耗一定内存，消耗性能。虽然在后端这是种消耗不会很大。

但是作为一名优秀的程序员，我们尽量追求极致。

需要明白的一点是，通常我们的api不会复杂到大量使用oop的知识，比如大量地使用原型，继承来实现复杂的实例，并没有，至少后端js逻辑不会是前端那般复杂。

其次，我们的需求很简单，只需要能够批量定义和导出众多api的逻辑层方法即可。

既然如此，为什么不用静态方法呢？是的，static来了。

es6的class中，可用static来定义静态方法，甚至可以定义静态属性(es7才实现)。静态方法并不需要实例化就可以访问，也就意味着，使用static，你不需要new，你可以减少内存的损耗。

下面我们改造一下上面逻辑层的例子：

class UserController {

  // 用户注册
   static async register(ctx) {
      // await ……
   }

  // 用户登录
  static async login(ctx) {
   // await ……
  }

   // 用户退出
  static async logout(ctx) {
   // await ……
  }

  // 更新用户资料
  static async put(ctx) {
   // await ……
  }

  // 删除用户
  static async deluser(ctx) {
   // await ……
  }

 // 重置密码
  static async resetpwd(ctx) {
   // await ……
  }

  ……

export default UserController;

}

是不是感觉高大上了很多？

另外，还有两点我们可以优化的。

第一点是，避免在每个接口逻辑层中使用try/catch，而是封装一个try/catch中间件来处理它们，这样可以减少代码量，工作量，以及减少空间的占用。

第二点是，把一些公共方法抽离出来，同样用class来组织它们，使用也很简单，你可以单独引进，也可以使用extends来继承公共方法的class类，以访问父类方法的方式来获取它们。

至此，一个基于koa2+es6/7打造的高质量Restful API终于完成。

总结

如果你正准备学nodejs，除了原生node以外，你可以直接学习和使用koa2。

如果你习惯于express或koa1，也建议迁移到koa2

async/await以及众多es6/7特性的出现，是对nodejs负担的一种释放，你可以很好地利用好它们来提高你的编码效率和质量。

本文首发于我的个人站点：http://sinn.boyagirl.com/detail/58d9072cc1a5bd0001672cdc
具体实践案例可参考我的开源博客sinn的后端sinn-server。