在 Node.js 上實(shí)現(xiàn)一個簡單的 HTTP 代理程序還是非常簡單的，本文章的例子的核心代碼只有 60 多行，只要理解 內(nèi)置 http 模塊 的基本用法即可，具體請看下文。

　　接口設(shè)計(jì)與相關(guān)技術(shù)

　　使用 http.createServer() 創(chuàng)建的 HTTP 服務(wù)器，處理請求的函數(shù)格式一般為 function (req, res) {} (下文簡稱為 requestHandler )，其接收兩個參數(shù)，分別為 http.IncomingMessage 和 http.ServerResponse 對象，我們可以通過這兩個對象來取得請求的所有信息并對它進(jìn)行響應(yīng)。

　　主流的 Node.js Web 框架的中間件(比如 connect )一般都有兩種形式：

　　中間件不需要任何初始化參數(shù)，則其導(dǎo)出結(jié)果為一個 requestHandler

　　中間件需要初始化參數(shù)，則其導(dǎo)出結(jié)果為中間件的初始化函數(shù)，執(zhí)行該初始化函數(shù)時，傳入一個 options 對象，執(zhí)行后返回一個 requestHandler

　　為了使代碼更規(guī)范，在本文例子中，我們將反向代理程序設(shè)計(jì)成一個中間件的格式，并使用以上第二種接口形式：

　　// 生成中間件

　　const handler = reverseProxy({

　　// 初始化參數(shù)，用于設(shè)置目標(biāo)服務(wù)器列表

　　servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"]

　　});

　　// 可以直接在 http 模塊中使用

　　const server = http.createServer(handler);

　　// 作為中間件在 connect 模塊中使用

　　app.use(handler);

　　說明：

　　上面的代碼中， reverseProxy 是反向代理服務(wù)器中間件的初始化函數(shù)，它接受一個對象參數(shù)， servers 是后端服務(wù)器地址列表，每個地址為 IP 地址:端口 這樣的格式

　　執(zhí)行 reverseProxy() 后返回一個 function (req, res) {} 這樣的函數(shù)，用于處理 HTTP 請求，可作為 http.createServer() 和 connect 中間件的 app.use() 的處理函數(shù)

　　當(dāng)接收到客戶端請求時，按順序循環(huán)從 servers 數(shù)組中取出一個服務(wù)器地址，將請求代理到這個地址的服務(wù)器上

　　服務(wù)器在接收到 HTTP 請求后，首先需要發(fā)起一個新的 HTTP 請求到要代理的目標(biāo)服務(wù)器，可以使用 http.request() 來發(fā)送請求：

　　const req = http.request(

　　{

　　hostname: "目標(biāo)服務(wù)器地址",

　　port: "80",

　　path: "請求路徑",

　　headers: {

　　"x-y-z": "請求頭"

　　}

　　},

　　function(res) {

　　// res 為響應(yīng)對象

　　console.log(res.statusCode);

　　}

　　);

　　// 如果有請求體需要發(fā)送，使用 write() 和 end()

　　req.end();

　　要將客戶端的請求體( Body 部分，在 POST 、 PUT 這些請求時會有請求體)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個服務(wù)器上，可以使用 Stream 對象的 pipe() 方法，比如：

　　// req 和 res 為客戶端的請求和響應(yīng)對象

　　// req2 和 res2 為服務(wù)器發(fā)起的代理請求和響應(yīng)對象

　　// 將 req 收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 req2

　　req.pipe(req2);

　　// 將 res2 收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 res

　　res2.pipe(res);

　　說明：

　　req 對象是一個 Readable Stream (可讀流)，通過 data 事件來接收數(shù)據(jù)，當(dāng)收到 end事件時表示數(shù)據(jù)接收完畢

　　res 對象是一個 Writable Stream (可寫流)，通過 write() 方法來輸出數(shù)據(jù)， end() 方法來結(jié)束輸出

　　為了簡化從 Readable Stream 監(jiān)聽 data 事件來獲取數(shù)據(jù)并使用 Writable Stream 的 write() 方法來輸出，可以使用 Readable Stream 的 pipe() 方法

　　以上只是提到了實(shí)現(xiàn) HTTP 代理需要的關(guān)鍵技術(shù)，相關(guān)接口的詳細(xì)文檔可以參考這里： https://nodejs.org/api/http.html#http_http_request_options_callback

　　當(dāng)然為了實(shí)現(xiàn)一個接口友好的程序，往往還需要很多 額外 的工作，具體請看下文。

　　簡單版本

　　以下是實(shí)現(xiàn)一個簡單 HTTP 反向代理服務(wù)器的各個文件和代碼(沒有任何第三方庫依賴)， 為了使代碼更簡潔，使用了一些最新的 ES 語法特性，需要使用 Node v8.x 最新版本來運(yùn)行 ：

　　文件 proxy.js ：

　　const http = require("http");

　　const assert = require("assert");

　　const log = require("./log");

　　/** 反向代理中間件 */

　　module.exports = function reverseProxy(options) {

　　assert(Array.isArray(options.servers), "options.servers 必須是數(shù)組");

　　assert(options.servers.length > 0, "options.servers 的長度必須大于 0");

　　// 解析服務(wù)器地址，生成 hostname 和 port

　　const servers = options.servers.map(str => {

　　const s = str.split(":");

　　return { hostname: s[0], port: s[1] || "80" };

　　});

　　// 獲取一個后端服務(wù)器，順序循環(huán)

　　let ti = 0;

　　function getTarget() {

　　const t = servers[ti];

　　ti ;

　　if (ti >= servers.length) {

　　ti = 0;

　　}

　　return t;

　　}

　　// 生成監(jiān)聽 error 事件函數(shù)，出錯時響應(yīng) 500

　　function bindError(req, res, id) {

　　return function(err) {

　　const msg = String(err.stack || err);

　　log("[%s] 發(fā)生錯誤: %s", id, msg);

　　if (!res.headersSent) {

　　res.writeHead(500, { "content-type": "text/plain" });

　　}

　　res.end(msg);

　　};

　　}

　　return function proxy(req, res) {

　　// 生成代理請求信息

　　const target = getTarget();

　　const info = {

　　…target,

　　method: req.method,

　　path: req.url,

　　headers: req.headers

　　};

　　const id = `${req.method} ${req.url} => ${target.hostname}:${target.port}`;

　　log("[%s] 代理請求", id);

　　// 發(fā)送代理請求

　　const req2 = http.request(info, res2 => {

　　res2.on("error", bindError(req, res, id));

　　log("[%s] 響應(yīng): %s", id, res2.statusCode);

　　res.writeHead(res2.statusCode, res2.headers);

　　res2.pipe(res);

　　});

　　req.pipe(req2);

　　req2.on("error", bindError(req, res, id));

　　};

　　};

　　文件 log.js ：

　　const util = require("util");

　　/** 打印日志 */

　　module.exports = function log(…args) {

　　const time = new Date().toLocaleString();

　　console.log(time, util.format(…args));

　　};

　　說明：

　　log.js 文件實(shí)現(xiàn)了一個用于打印日志的函數(shù) log() ，它可以支持 console.log() 一樣的用法，并且自動在輸出前面加上當(dāng)前的日期和時間，方便我們?yōu)g覽日志

　　reverseProxy() 函數(shù)入口使用 assert 模塊來進(jìn)行基本的參數(shù)檢查，如果參數(shù)格式不符合要求即拋出異常，保證可以第一時間讓開發(fā)者知道，而不是在運(yùn)行期間發(fā)生各種 不可預(yù)測 的錯誤

　　getTarget() 函數(shù)用于循環(huán)返回一個目標(biāo)服務(wù)器地址

　　bindError() 函數(shù)用于監(jiān)聽 error 事件，避免整個程序因?yàn)闆]有捕捉網(wǎng)絡(luò)異常而崩潰，同時可以統(tǒng)一返回出錯信息給客戶端

　　為了測試我們的代碼運(yùn)行的效果，我編寫了一個簡單的程序，文件 server.js ：

　　const http = require("http");

　　const log = require("./log");

　　const reverseProxy = require("./proxy");

　　// 創(chuàng)建反向代理服務(wù)器

　　function startProxyServer(port) {

　　return new Promise((resolve, reject) => {

　　const server = http.createServer(

　　reverseProxy({

　　servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"]

　　})

　　);

　　server.listen(port, () => {

　　log("反向代理服務(wù)器已啟動: %s", port);

　　resolve(server);

　　});

　　server.on("error", reject);

　　});

　　}

　　// 創(chuàng)建演示服務(wù)器

　　function startExampleServer(port) {

　　return new Promise((resolve, reject) => {

　　const server = http.createServer(function(req, res) {

　　const chunks = [];

　　req.on("data", chunk => chunks.push(chunk));

　　req.on("end", () => {

　　const buf = Buffer.concat(chunks);

　　res.end(`${port}: ${req.method} ${req.url} ${buf.toString()}`.trim());

　　});

　　});

　　server.listen(port, () => {

　　log("服務(wù)器已啟動: %s", port);

　　resolve(server);

　　});

　　server.on("error", reject);

　　});

　　}

　　(async function() {

　　await startExampleServer(3001);

　　await startExampleServer(3002);

　　await startExampleServer(3003);

　　await startProxyServer(3000);

　　})();

　　執(zhí)行以下命令啟動：

　　node server.js

　　然后可以通過 curl 命令來查看返回的結(jié)果：

　　curl http://127.0.0.1:3000/hello/world

　　連續(xù)執(zhí)行多次該命令，如無意外輸出結(jié)果應(yīng)該是這樣的(輸出內(nèi)容端口部分按照順序循環(huán))：

　　3001: GET /hello/world

　　3002: GET /hello/world

　　3003: GET /hello/world

　　3001: GET /hello/world

　　3002: GET /hello/world

　　3003: GET /hello/world

　　注意：如果使用瀏覽器來打開該網(wǎng)址，看到的結(jié)果順序可能是不一樣的，因?yàn)闉g覽器會自動嘗試請求 /favicon ，這樣刷新一次頁面實(shí)際上是發(fā)送了兩次請求。

　　單元測試

　　上文我們已經(jīng)完成了一個基本的 HTTP 反向代理程序，也通過簡單的方法驗(yàn)證了它是能正常工作的。但是，我們并沒有足夠的測試，比如只驗(yàn)證了 GET 請求，并沒有驗(yàn)證 POST 請求或者其他的請求方法。而且通過手工去做更多的測試也比較麻煩，很容易遺漏。所以，接下來我們要給它加上自動化的單元測試。

　　在本文中我們選用在 Node.js 界應(yīng)用廣泛的 mocha 作為單元測試框架，搭配使用 supertest 來進(jìn)行 HTTP 接口請求的測試。由于 supertest 已經(jīng)自帶了一些基本的斷言方法，我們暫時不需要chai 或者 should 這樣的第三方斷言庫。

　　首先執(zhí)行 npm init 初始化一個 package.json 文件，并執(zhí)行以下命令安裝 mocha 和 supertest ：

　　npm install mocha supertest –save-dev

　　然后新建文件 test.js ：

　　const http = require("http");

　　const log = require("./log");

　　const reverseProxy = require("./proxy");

　　const { expect } = require("chai");

　　const request = require("supertest");

　　// 創(chuàng)建反向代理服務(wù)器

　　function startProxyServer() {

　　return new Promise((resolve, reject) => {

　　const server = http.createServer(

　　reverseProxy({

　　servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"]

　　})

　　);

　　log("反向代理服務(wù)器已啟動");

　　resolve(server);

　　});

　　}

　　// 創(chuàng)建演示服務(wù)器

　　function startExampleServer(port) {

　　return new Promise((resolve, reject) => {

　　const server = http.createServer(function(req, res) {

　　const chunks = [];

　　req.on("data", chunk => chunks.push(chunk));

　　req.on("end", () => {

　　const buf = Buffer.concat(chunks);

　　res.end(`${port}: ${req.method} ${req.url} ${buf.toString()}`.trim());

　　});

　　});

　　server.listen(port, () => {

　　log("服務(wù)器已啟動: %s", port);

　　resolve(server);

　　});

　　server.on("error", reject);

　　});

　　}

　　describe("測試反向代理", function() {

　　let server;

　　let exampleServers = [];

　　// 測試開始前先啟動服務(wù)器

　　before(async function() {

　　exampleServers.push(await startExampleServer(3001));

　　exampleServers.push(await startExampleServer(3002));

　　exampleServers.push(await startExampleServer(3003));

　　server = await startProxyServer();

　　});

　　// 測試結(jié)束后關(guān)閉服務(wù)器

　　after(async function() {

　　for (const server of exampleServers) {

　　server.close();

　　}

　　});

　　it("順序循環(huán)返回目標(biāo)地址", async function() {

　　await request(server)

　　.get("/hello")

　　.expect(200)

　　.expect(`3001: GET /hello`);

　　await request(server)

　　.get("/hello")

　　.expect(200)

　　.expect(`3002: GET /hello`);

　　await request(server)

　　.get("/hello")

　　.expect(200)

　　.expect(`3003: GET /hello`);

　　await request(server)

　　.get("/hello")

　　.expect(200)

　　.expect(`3001: GET /hello`);

　　});

　　it("支持 POST 請求", async function() {

　　await request(server)

　　.post("/xyz")

　　.send({

　　a: 123,

　　b: 456

　　})

　　.expect(200)

　　.expect(`3002: POST /xyz {"a":123,"b":456}`);

　　});

　　});

　　說明：

　　在單元測試開始前，需要通過 before() 來注冊回調(diào)函數(shù)，以便在開始執(zhí)行測試用例時先把服務(wù)器啟動起來

　　同理，通過 after() 注冊回調(diào)函數(shù)，以便在執(zhí)行完所有測試用例后把服務(wù)器關(guān)閉以釋放資源(否則 mocha 進(jìn)程不會退出)

　　使用 supertest 發(fā)送請求時，代理服務(wù)器不需要監(jiān)聽端口，只需要將 server 實(shí)例作為調(diào)用參數(shù)即可

　　接著修改 package.json 文件的 scripts 部分：

　　{

　　"scripts": {

　　"test": "mocha test.js"

　　}

　　}

　　執(zhí)行以下命令開始測試：

　　npm test

　　如果一切正常，我們應(yīng)該會看到這樣的輸出結(jié)果，其中 passing 這樣的提示表示我們的測試完全通過了：

　　測試反向代理

　　2017-12-12 18:28:15 服務(wù)器已啟動: 3001

　　2017-12-12 18:28:15 服務(wù)器已啟動: 3002

　　2017-12-12 18:28:15 服務(wù)器已啟動: 3003

　　2017-12-12 18:28:15 反向代理服務(wù)器已啟動

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 代理請求

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 響應(yīng): 200

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3002] 代理請求

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3002] 響應(yīng): 200

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3003] 代理請求

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3003] 響應(yīng): 200

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 代理請求

　　2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 響應(yīng): 200

　　? 順序循環(huán)返回目標(biāo)地址

　　2017-12-12 18:28:15 [POST /xyz => 127.0.0.1:3002] 代理請求

　　2017-12-12 18:28:15 [POST /xyz => 127.0.0.1:3002] 響應(yīng): 200

　　? 支持 POST 請求

　　2 passing (45ms)

　　當(dāng)然以上的測試代碼還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，剩下的就交給讀者們來實(shí)現(xiàn)了。

　　接口改進(jìn)

　　如果要設(shè)計(jì)成一個比較通用的反向代理中間件，我們還可以通過提供一個生成 http.ClientRequest 的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)在代理時動態(tài)修改請求：

　　reverseProxy({

　　servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"],

　　request: function(req, info) {

　　// info 是默認(rèn)生成的 request options 對象

　　// 我們可以動態(tài)增加請求頭，比如當(dāng)前請求時間戳

　　info.headers["X-Request-Timestamp"] = Date.now();

　　// 返回 http.ClientRequest 對象

　　return http.request(info);

　　}

　　});

　　然后在原來的 http.request(info, (res2) => {}) 部分可以改為監(jiān)聽 response 事件：

　　const req2 = http.request(options.request(info));

　　req2.on("response", res2 => {});

　　同理，我們也可以通過提供一個函數(shù)來修改部分的響應(yīng)內(nèi)容：

　　reverseProxy({

　　servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"],

　　response: function(res, info) {

　　// info 是發(fā)送代理請求時所用的 request options 對象

　　// 我們可以動態(tài)設(shè)置一些響應(yīng)頭，比如實(shí)際代理的模板服務(wù)器地址

　　res.setHeader("X-Backend-Server", `${info.hostname}:${info.port}`);

　　}

　　});

　　此處只發(fā)散一下思路，具體實(shí)現(xiàn)方法和代碼就不再贅述了。

　　總結(jié)

　　本文主要介紹了如何使用內(nèi)置的 http 模塊來創(chuàng)建一個 HTTP 服務(wù)器，以及發(fā)起一個 HTTP 請求，并簡單介紹了如何對 HTTP 接口進(jìn)行測試。在實(shí)現(xiàn) HTTP 請求代理的過程中，主要是運(yùn)用了Stream 對象的 pipe() 方法，關(guān)鍵部分代碼只有區(qū)區(qū)幾行。Node.js 中的很多程序都運(yùn)用了 Stream 這樣的思想，將數(shù)據(jù)當(dāng)做一個流，使用 pipe 將一個流轉(zhuǎn)換成另一個流，可以看出 Stream在 Node.js 的重要性。

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