express 作為 node.js
的架構，如今發展可謂如日中天。我很喜歡其靈活、易擴充的設計理念。尤其是該架構的中間件架構設計：使得在應用中加入新特性更加标準化、成本最小化。這篇文章，我會嘗試編寫一個非常簡單、小巧的中間件，完成服務端緩存功能，進而優化性能。
關于中間件
說到中間件，express 官網對它的闡述是這樣的：
“express 是一個自身功能極簡，完全是路由和中間件構成一個web開發架構：從本質上來說，一個 express 應用就是在調用各種中間件。”
也許你使用過各種各樣的中間件進行開發，但是可能并不了解中間件原理，也沒有深入過 express 源碼，探究其實作。這裡并不打算長篇大論幫您分析，但是使用層面上大緻可以參考下圖：
建議有興趣、想深入的讀者自己分析，有任何問題歡迎與我讨論。即便您不打算深入，也不會影響對下文中間件編寫的了解。
關于服務端緩存
緩存已經被廣泛應用，來提高頁面性能。一說到緩存，可能讀者腦海裡馬上冒出來：“用戶端緩存，cdn 緩存，伺服器端緩存......”。另一次元上，也會想到：“200(from cache)，expire，etag......”等概念。
當然作為前端開發者，我們一定要明白這些緩存概念，這些緩存理念是相對于某個具體使用者通路來說的，性能優化展現在單個使用者上。比如說，我第一次打開頁面 a，耗時超長，下一次打開頁面由于緩存的作用，時間縮短了。
但是在伺服器端，還存在另外一個次元，思考一下這樣的場景：
我們有一個靜态頁面 b，這個頁面服務端需要從資料庫擷取部分資料 b1，根據 b1 又要計算得到部分資料 b2，還得做各種高複雜度操作，最終才能“東拼西湊”出需要傳回的完整頁面 b，整個過程耗時2s。
那麼面臨的災難就是，user1 打開頁面耗時2s，user2同樣打開頁面耗時2s......而這些頁面都是靜态頁面 b，内容是完全一樣的。為了解決這個災難，這時候我們也需要緩存，這種緩存就叫先做服務端緩存(server-side cache)。
總結一下，服務端緩存的目的其實就是對于同一個頁面請求，而傳回(緩存的)同樣的頁面内容。這個過程完全獨立于不同的使用者。
上面的話有些拗口，可以參考英文表達更清晰：
the goal of server side cache is responding to the same content for the same request independently of the client’s request.
是以，下面展示的 demo 在第一次請求到達時，服務端耗費5秒來傳回 html;而接下來再次請求該頁面，将會命中緩存，不過是哪個使用者通路，隻需要幾毫秒便可得到完整頁面。
show me the code & demo
其實上文提到的緩存概念非常簡單，稍微有些後端經驗的同學都能很好了解。但是這篇文章除去科普基本概念外，更重要的就是介紹 express 中間件思想，并自己來實作一個服務端緩存中間件。
讓我們開工吧!
最終 demo 代碼，歡迎通路它的github位址。
我将會使用 npm 上 memory-cache 這個包，以友善進行緩存的讀寫。最終的中間件代碼很簡單：
'use strict'
var mcache = require('memory-cache');
var cache = (duration) => {
return (req, res, next) => {
let key = '__express__' + req.originalurl || req.url
let cachedbody = mcache.get(key)
if (cachedbody) {
res.send(cachedbody)
return
} else {
res.sendresponse = res.send
res.send = (body) => {
mcache.put(key, body, duration * 1000);
res.sendresponse(body)
}
next()
}
}
}
為了簡單，我使用了請求 url 作為 cache 的 key：
當它(cache key)及其對應的 value 值存在時，便直接傳回其 value 值;
當它(cache key)及其對應的 value 值不存在時，我們将對 express send 方法做一層攔截：在最終傳回前，存入這對 key-value。
緩存的有效時間是10秒。
最終在判斷之外，我們的中間件把控制權交給下一個中間件。
最終使用和測試如下代碼：
app.get('/', cache(10), (req, res) => {
settimeout(() => {
res.render('index', { title: 'hey', message: 'hello there', date: new date()})
}, 5000) //settimeout was used to simulate a slow processing request
})
我使用了 settimeout 來模拟一個超長(5s)的操作。
打開浏覽器控制台，發現在10秒緩存到期以内：
至于為什麼 cache 中間件要那樣子寫、next() 為什麼是中間件把控制權傳遞，我并不打算展開去講。有興趣的讀者可以看一下 express 源碼。
還有幾個小問題
仔細看我們的頁面，再去體會一下實作代碼。也許細心的讀者能發現一個問題：剛才的實作我們緩存了整個頁面，并将 date: new date()
傳入了 jade 模版 index.jade 裡。那麼，在命中緩存的條件下，10秒内，頁面無法動态重新整理來同步，直到10秒緩存到期。
同時，我們什麼時候可以使用上述中間件，進行服務端緩存呢?當然是靜态内容才可以使用。同時，put, delete 和 post 操作都不應該進行類似的緩存處理。
同樣，我們使用了 npm 子產品：memory-cache，它存在優缺點如下：
讀寫迅速而簡單，不需要其他依賴;
當伺服器或者這個程序挂掉的時候，緩存中的内容将會全部丢失。
memcache 是将緩存内容存放在了自己程序的記憶體中，是以這部分内容是無法在多個 node.js 程序之間共享的。
如果這些弊端 really matter，在實際開發中我們可以選擇分布式的 cache 服務，比如 redis。同樣你可以在 npm 上找到：express-redis-cache 子產品使用。
總結
在真實的開發場景中，服務端緩存已經成為 common sense，但是在 node.js 的世界裡，體會其中間件思想，自己手動編寫服務，同樣樂趣無窮。
與實踐相結合，我認為真正緩存整個頁面(如同 demo 那樣)并不是一個推薦的做法(當時實際場景實際分析)，同樣使用請求 url 作為緩存的 key 也有待考慮。比如，頁面中的一些靜态内容可能會在其他頁面中重複使用到，複用就成了問題。
作者：lucas_580e331d326b4
來源：51cto