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大家好，我是山月。在上篇文章介紹了 HTTP 報文及簡單的服務端框架要素，如如何接受請求參數等。這篇文章介紹另一個常見的主題：路由。

簡單路由

最簡單的路由可使用 req.url 進行路由分發不同的邏輯，代碼如下所示。

但是對于一個非Demo式的頁面，業務邏輯都堆在一起，這顯得太為簡陋。

const http = require('http') 
 
const server = http.createServer((req, res) => { 
  console.log(req.url) 
 
  let data = '' 
  if (req.url === '/') { 
    data = 'hello, world' 
    res.end(data) 
  } else if (req.url === '/json') { 
    res.setHeader('Content-Type', 'application/json; charset=utf-8'); 
    data = JSON.stringify({ username: '山月' }) 
    res.end(data) 
  } else if (req.url === '/input') { 
    let body = '' 
    req.on('data', chunk => body += chunk) 
    req.on('end', () => { 
      data = body 
      res.end(data) 
    }) 
  } 
   
}) 
 
server.listen(3000) 

復雜路由

作為一個能夠在生產環境使用，較為復雜的路由至少能夠解析以下路由，并為單獨路由配置單獨的業務邏輯處理函數

Method: app.post('/', handler) 
Param Path: app.post('/users/:userId', handler) 

基于正則路由

目前，絕大部分服務端框架的路由都是基于正則進行匹配，如 koa、express 等。另外，前端框架的路由 vue-router 與 react-router 也是基于正則匹配。

而這些框架基于正則匹配的路由，都離不開一個庫: path-to-regexp，它將把一個路由如 /user/:name 轉化為正則表達式。

https://github.com/pillarjs/path-to-regexp

標題：path-to-regexp

它的 API 十分簡單:

• pathToRegexp: 可將路由轉化為正則表達式
• match: 可匹配參數

const { pathToRegexp, match, parse, compile } = require('path-to-regexp') 
 
pathToRegexp('/api/users/:userId') 
//=> /^\/api\/users(?:\/([^\/#\?]+?))[\/#\?]?$/i 
 
 
const toParams = match('/api/users/:userId') 
toParams('/api/users/10') 
//=> { 
//   index: 0 
//   params: {userId: "12"} 
//   path: "/api/users/12" 
// } 

那這些 Node 服務器框架基于正則路由的原理是什么?

• 注冊路由。每一個路由都作為一個 Layer (在 express、koa 中)，并使用 path-to-regexp 把路由路徑轉化為正則，作為 Layer 的屬性。
• 匹配路由。當一次請求來臨時，對比路由表中每一條路由，找到匹配正則的多條路由，執行多條路由所對應的業務處理邏輯。

從上可以看出它沒進行一次路由匹配的時間復雜度為: 「O(n) X 正則匹配復雜度」

基于正則路由的一些問題

性能問題先不談，先看一個問題:

「當我們請求 /api/users/10086，有兩條路由可供選擇: /api/users/10086 與 /api/users/:userId，此時將會匹配哪一條路由?」

以下是由 koa/koa-router 書寫， 「由于是正則匹配，此時極易出現路由沖突問題，匹配路由時與順序極為相關。」

const Koa = require("koa"); 
const Router = require("@koa/router"); 
 
const app = new Koa(); 
const router = new Router(); 
 
router.get("/api/users/10086", (ctx, next) => { 
  console.log(ctx.router); 
  ctx.body = { 
    userId: 10086, 
    direct: true 
  }; 
}); 
 
router.get("/api/users/:userId", (ctx, next) => { 
  console.log(ctx.router); 
  ctx.body = { 
    userId: ctx.params.userId 
  }; 
}); 

基于前綴樹路由 (Trie、Radix Tree、Prefix Tree)

相對于正則匹配路由而言，基于前綴樹匹配更加高效，且無上述路由沖突問題。

• find-my-way

https://github.com/delvedor/find-my-way

標題：find-my-way

const http = require('http') 
const router = require('find-my-way')() 
 
const server = http.createServer((req, res) => { 
  router.lookup(req, res) 
}) 
 
router.on('GET', '/api', () => {}) 
router.on('GET', '/api/users/:id', (req, res) => { res.end('id') }) 
router.on('GET', '/api/users/10086', (req, res) => { res.end('10086') }) 
router.on('GET', '/api/users-friends', () => {}) 
 
console.log(router.prettyPrint()) 
 
server.listen(3000) 

在上述代碼中，將把所有路由路徑構成前綴樹。前綴樹，顧名思義，將會把字符串的公共前綴提取出來。

└── /api (GET) 
    └── /users 
        ├── / 
        │   ├── 10086 (GET) 
        │   └── :id (GET) 
        └── -friends (GET) 

可以看出，前綴樹路由的匹配時間復雜度明顯小于 O(n)，且每次不會有正則路由進行正則匹配的復雜度。這決定了它相比正則路由更高的性能。

Node 中最快的框架 fastify，便是內置了基于前綴樹的路由。

const fastify = require('fastify')() 
 
fastify.get('/api/users/10086', async (request, reply) => { 
  return { userId: 10086, direct: true } 
}) 
 
fastify.get('/api/users/:id', async (request, reply) => { 
  const id = request.params.id 
  return { userId: id } 
}) 
 
fastify.listen(3000) 

405

在 HTTP 狀態碼中，與路由相關的狀態碼為 404、405，作為一個專業的路由庫，實現一個 405 也是分內之事。

• 301
• 302
• 307
• 308
• 404: Not Found
• 405: Method Not Allowed