如何实现一个HTTP请求库？——axios源码阅读与分析

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概述

在前端开发过程中，我们经常会遇到需要发送异步请求的情况。而使用一个功能齐全，接口完善的HTTP请求库，能够在很大程度上减少我们的开发成本，提高我们的开发效率。

axios是一个在近些年来非常火的一个HTTP请求库，目前在GitHub中已经拥有了超过40K的star，受到了各位大佬的推荐。

今天，我们就来看下，axios到底是如何设计的，其中又有哪些值得我们学习的地方。我在写这边文章时，axios的版本为0.18.0。我们就以这个版本的代码为例，来进行具体的源码阅读和分析。当前axios所有源码文件都在lib文件夹中，因此我们下文中提到的路径均是指lib文件夹中的路径。

本文的主要内容有：

• 如何使用axios
• axios的核心模块是如何设计与实现的（请求、拦截器、撤回）
• axios的设计有什么值得借鉴的地方

如何使用axios

想要了解axios的设计，我们首先需要来看下axios是如何使用的。我们通过一个简单示例来介绍以下axios的API。

发送请求

axios({  
  method:'get',  
  url:'http://bit.ly/2mTM3nY',  
  responseType:'stream'  
})  
  .then(function(response) {  
  response.data.pipe(fs.createWriteStream('ada_lovelace.jpg'))  
}); 

这是一个官方的API示例。从上面的代码中我们可以看到，axios的用法与jQuery的ajax很相似，都是通过返回一个Promise（也可以通过success的callback，不过建议使用Promise或者await）来继续后面的操作。

这个代码示例很简单，我就不过多赘述了，下面让我们来看下如何添加一个过滤器函数。

增加拦截器（Interceptors）函数

// 增加一个请求拦截器，注意是2个函数，一个处理成功，一个处理失败，后面会说明这种情况的原因  
axios.interceptors.request.use(function (config) { 
    // 请求发送前处理  
    return config;  
  }, function (error) {  
    // 请求错误后处理  
    return Promise.reject(error);  
  });  
 
// 增加一个响应拦截器  
axios.interceptors.response.use(function (response) {  
    // 针对响应数据进行处理  
    return response;  
  }, function (error) {  
    // 响应错误后处理  
    return Promise.reject(error);  
  }); 

通过上面的示例我们可以知道：在请求发送前，我们可以针对请求的config参数进行数据处理；而在请求响应后，我们也能针对返回的数据进行特定的操作。同时，在请求失败和响应失败时，我们都可以进行特定的错误处理。

取消HTTP请求

在完成搜索相关的功能时，我们经常会需要频繁的发送请求来进行数据查询的情况。通常来说，我们在下一次请求发送时，就需要取消上一次请求。因此，取消请求相关的功能也是一个优点。axios取消请求的示例代码如下：

const CancelToken = axios.CancelToken;  
const source = CancelToken.source();  
axios.get('/user/12345', {  
  cancelToken: source.token  
}).catch(function(thrown) {  
  if (axios.isCancel(thrown)) {  
    console.log('Request canceled', thrown.message);  
  } else {  
    // handle error  
  }  
});  
 
axios.post('/user/12345', {  
  name: 'new name'  
}, {  
  cancelToken: source.token  
})  
 
// cancel the request (the message parameter is optional)  
source.cancel('Operation canceled by the user.'); 

通过上面的示例我们可以看到，axios使用的是基于CancelToken的一个撤回提案。不过，目前该提案已经被撤回，具体详情可以见此处。具体的撤回实现方法我们会在后面的章节源码分析的时候进行说明。

axios的核心模块是如何设计与实现的

通过上面的例子，我相信大家对axios的使用方法都有了一个大致的了解。下面，我们将按照模块来对axios的设计与实现进行分析。下图是我们在这篇博客中将会涉及到的相关的axios的文件，如果读者有兴趣的话，可以通过clone相关代码结合博客进行阅读，这样能够加深对相关模块的理解。

HTTP请求模块

作为核心模块，axios发送请求相关的代码位于core/dispatchReqeust.js文件中。由于篇幅有限，下面我选取部分重点的源码进行简单的介绍：

module.exports = function dispatchRequest(config) {  
    throwIfCancellationRequested(config);  
 
    // 其他源码   
    // default adapter是一个可以判断当前环境来选择使用Node还是XHR进行请求发送的模块  
    var adapter = config.adapter || defaults.adapter;  
 
    return adapter(config).then(function onAdapterResolution(response) {  
        throwIfCancellationRequested(config);  
 
        // 其他源码  
 
        return response;  
    }, function onAdapterRejection(reason) {  
        if (!isCancel(reason)) {  
            throwIfCancellationRequested(config);  
 
            // 其他源码  
            return Promise.reject(reason);  
        });  
}; 

通过上面的代码和示例我们可以知道，dispatchRequest方法是通过获取config.adapter来得到发送请求的模块的，我们自己也可以通过传入符合规范的adapter函数来替换掉原生的模块（虽然一般不会这么做，不过也算是一个松耦合扩展点）。

在default.js文件中，我们能够看到相关的adapter选择逻辑，即根据当前容器中特有的一些属性和构造函数来进行判断。

function getDefaultAdapter() {  
    var adapter;  
    // 只有Node.js才有变量类型为process的类  
    if (typeof process !== 'undefined' && Object.prototype.toString.call(process) === '[object process]') {  
        // Node.js请求模块  
        adapter = require('./adapters/http');  
    } else if (typeof XMLHttpRequest !== 'undefined') {  
        // 浏览器请求模块  
        adapter = require('./adapters/xhr');  
    }  
    return adapter;  
} 

axios中XHR模块较为简单，为XMLHTTPRequest对象的封装，我们在这里就不过多进行介绍了，有兴趣的同学可以自行阅读，代码位于adapters/xhr.js文件中。

拦截器模块

了解了dispatchRequest实现的HTTP请求发送模块，我们来看下axios是如何处理请求和响应拦截函数的。让我们看下axios中请求的统一入口request函数。

Axios.prototype.request = function request(config) {  
    // 其他代码  
    var chain = [dispatchRequest, undefined]; 
    var promise = Promise.resolve(config);  
    this.interceptors.request.forEach(function unshiftRequestInterceptors(interceptor) {  
        chain.unshift(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected);  
    });  
 
    this.interceptors.response.forEach(function pushResponseInterceptors(interceptor) {  
        chain.push(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected);  
    });  
 
    while (chain.length) {  
        promise = promise.then(chain.shift(), chain.shift());  
    }  
    return promise;  
}; 

这个函数是axios发送请求的入口，因为函数实现比较长，我就简单说一下相关的设计思路：

1. chain是一个执行队列。这个队列的初始值，是一个带有config参数的Promise。
2. 在chain执行队列中，插入了初始的发送请求的函数dispatchReqeust和与之对应的undefined。后面需要增加一个undefined是因为在Promise中，需要一个success和一个fail的回调函数，这个从代码promise = promise.then(chain.shift(), chain.shift());就能够看出来。因此，dispatchReqeust和undefined我们可以成为一对函数。
3. 在chain执行队列中，发送请求的函数dispatchReqeust是处于中间的位置。它的前面是请求拦截器，通过unshift方法放入；它的后面是响应拦截器，通过push放入。要注意的是，这些函数都是成对的放入，也就是一次放入两个。

通过上面的request代码，我们大致知道了拦截器的使用方法。接下来，我们来看下如何取消一个HTTP请求。

取消请求模块

取消请求相关的模块在Cancel/文件夹中。让我们来看下相关的重点代码。

首先，让我们来看下元数据Cancel类。它是用来记录取消状态一个类，具体代码如下：   

function Cancel(message) {  
     this.message = message;  
   }   
   Cancel.prototype.toString = function toString() {  
     return 'Cancel' + (this.message ? ': ' + this.message : '');  
   };  
   Cancel.prototype.__CANCEL__ = true; 

而在CancelToken类中，它通过传递一个Promise的方法来实现了HTTP请求取消，然我们看下具体的代码：

function CancelToken(executor) {  
    if (typeof executor !== 'function') {  
        throw new TypeError('executor must be a function.');  
    } 
    var resolvePromise;  
    this.promise = new Promise(function promiseExecutor(resolve) {  
        resolvePromise = resolve;  
    }); 
 
    var token = this;  
    executor(function cancel(message) {  
        if (token.reason) {  
            // Cancellation has already been requested  
            return;  
        }  
        token.reason = new Cancel(message);  
        resolvePromise(token.reason);  
    });  
}  
 
CancelToken.source = function source() {  
    var cancel;  
    var token = new CancelToken(function executor(c) {  
        cancel = c;  
    });  
    return {  
        token: token,  
        cancel: cancel  
    };  
}; 

而在adapter/xhr.js文件中，有与之相对应的取消请求的代码：

if (config.cancelToken) {  
    // 等待取消  
    config.cancelToken.promise.then(function onCanceled(cancel) {  
        if (!request) {  
            return;  
        } 
        request.abort();  
        reject(cancel);  
        // 重置请求  
        request = null;  
    });  
} 

结合上面的取消HTTP请求的示例和这些代码，我们来简单说下相关的实现逻辑：

1. 在可能需要取消的请求中，我们初始化时调用了source方法，这个方法返回了一个CancelToken类的实例A和一个函数cancel。
2. 在source方法返回实例A中，初始化了一个在pending状态的promise。我们将整个实例A传递给axios后，这个promise被用于做取消请求的触发器。
3. 当source方法返回的cancel方法被调用时，实例A中的promise状态由pending变成了fulfilled,立刻触发了then的回调函数，从而触发了axios的取消逻辑——request.abort()。

axios的设计有什么值得借鉴的地方

发送请求函数的处理逻辑

在之前的章节中有提到过，axios在处理发送请求的dispatchRequest函数时，没有当做一个特殊的函数来对待，而是采用一视同仁的方法，将其放在队列的中间位置，从而保证了队列处理的一致性，提高了代码的可阅读性。

Adapter的处理逻辑

在adapter的处理逻辑中，axios没有把http和xhr两个模块（一个用于Node.js发送请求，另一个则用于浏览器端发送请求）当成自身的模块直接在dispatchRequest中直接饮用，而是通过配置的方法在default.js文件中进行默认引入。这样既保证了两个模块间的低耦合性，同时又能够为今后用户需要自定义请求发送模块保留了余地。

取消HTTP请求的处理逻辑

在取消HTTP请求的逻辑中，axios巧妙的使用了一个Promise来作为触发器，将resolve函数通过callback中参数的形式传递到了外部。这样既能够保证内部逻辑的连贯性，也能够保证在需要进行取消请求时，不需要直接进行相关类的示例数据改动，***程度上避免了侵入其他的模块。

总结

本文对axios相关的使用方式、设计思路和实现方法进行了详细的介绍。读者能够通过上述文章，了解axios的设计思想，同时能够在axios的代码中，学习到关于模块封装和交互等相关的经验。

由于篇幅原因，本文仅针对axios的核心模块进行了分解和介绍，如果对其他代码有兴趣的同学，可以去GitHub进行查看。