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深入剖析 Axios 内部运行机制

前言

说到 JS HTTP 请求,就不得不提 Axios,作为前端网络请求库领域中的霸主,被广泛应用于众多的 web 项目中。

几款热门 HTTP 请求库在 GitHub 上的受欢迎程度

热门 JS HTTP 请求库 特性简介 Star Fork
Axios 基于 Promise,支持浏览器和 node 85.4k 8.3k
Request 不基于 Promise,简化版的 HTTP 25.2k 3.1k
Fetch 基于 Promise,不支持 node 调用 24.8k 3k
Superagent 15.7k 1.3k

虽然大家都是对 XMLHttpRequest 的封装,但是纵观 Axios 的热度,一骑绝尘啊!由此可见,Axios 真的是一个很优秀的开源项目。然而惭愧的是日常开发中总是拿来就用,一直没有静下心来好好拜读一番 Axios 的源码,会不会有很多人跟我一样呢?这里先列举一下 axios 项目的核心目录结构:

lib

└─ adapters

   ├─ http.js // node 环境下利用 http 模块发起请求

   ├─ xhr.js // 浏览器环境下利用 xhr 发起请求

└─ cancel

   ├─ Cancel.js

   ├─ CancelToken.js

   ├─ isCancel.js

└─ core

    ├─ Axios.js // 生成 Axios 实例

    ├─ InterceptorManager.js // 拦截器

    ├─ dispatchRequest.js  // 调用适配器发起请求

    ...

└─ helpers

    ├─ mergeConfig.js // 合并配置

    ├─ ...

├─ axios.js  // 入口文件

├─ defaults.js  // axios 默认配置项

├─ utils.js

简介

Axios 是一个基于 Promise 网络请求库,作用于 node.js 和浏览器中。在服务端它使用原生 node.jshttp模块, 而在客户端 (浏览端) 则使用 XMLHttpRequests。特性:

  • 从浏览器创建XMLHttpRequests

  • 从 node.js 创建http请求

  • 支持PromiseAPI

  • 拦截请求和响应

  • 转换请求和响应数据

  • 取消请求

  • 自动转换 JSON 数据

  • 客户端支持防御XSRF

Axios 内部运作流程

接下来我们结合 axios 的运作流程一起来剖析以下几个模块:

  • Axios 构造函数
  • 请求 / 响应拦截器
  • dispatchRequest 派发请求
  • 转换请求 / 响应数据
  • 适配器处理 HTTP 请求

Axios 如何支持不同的使用方式?

使用 axios 发起请求

我们先来回忆一下平时是如何使用 axios 的:

// 方式 1  axios(config)

axios({

    method: 'get',

    url: 'xxx',

    data: {}

});



// 方式 2  axios(url[, config]),默认 get 请求

axios('http://xxx');



// 方式 3 使用别名进行请求

axios.request(config)

axios.get(url[, config])

axios.post(url[, data[, config]])

axios.put(url[, data[, config]])

...



// 方式 4 创建 axios 实例,自定义配置

const instance = axios.create({

  baseURL: 'https://some-domain.com/api/',

  timeout: 1000,

  headers: {'X-Custom-Header': 'foobar'}

});



axios#request(config)

axios#get(url[, config])

axios#post(url[, data[, config]])

axios#put(url[, data[, config]])

...

源码分析

首先来看 axios 的入口文件, lib 目录下的axios.js:

// /lib/axios.js

function createInstance(defaultConfig) {

  // 创建 axios 实例

  var context = new Axios(defaultConfig);

  // 把 instance 指向 Axios.prototype.request 方法

  var instance = bind(Axios.prototype.request, context);

  // 把 Axios.prototype 上的方法扩展到 instance 上,指定上下文是 context

  utils.extend(instance, Axios.prototype, context);

  // 把 context 上的方法扩展到 instance 上

  utils.extend(instance, context);

  // 导出 instance 对象

  return instance;

}

var axios = createInstance(defaults);

// 添加 create 方法,返回 createInstance 函数,参数为自定义配置 + 默认配置

axios.create = function create(instanceConfig) {

  return createInstance(mergeConfig(axios.defaults, instanceConfig));

};



...



module.exports = axios;

// Allow use of default import syntax in TypeScript

module.exports.default = axios;

可见,当我们调用axios()时,实际上是执行了createInstance返回的一个指向Axios.prototype.request的函数;通过添加create方法支持用户自定义配置创建,并且最终也是执行了Axios.prototype.request方法;接下来我们看看Axios.prototype.request的源码是怎么写的:

// /lib/core/Axios.js

// 创建一个 Axios 实例

function Axios(instanceConfig) {

  ...

}

Axios.prototype.request = function request(config) {

  // 判断 config 类型并赋值

  // 方式二:axios('https://xxxx') ,判断参数字符串,则赋值给 config.url

  if (typeof config === 'string') {

    config = arguments[1] || {};

    config.url = arguments[0];

  } else {

  // 方式一:axios({}) ,参数为对象,则直接赋值给 config

    config = config || {};

  }

  ...

}

...

// 方式三 & 方式四

// 遍历为请求设置别名

utils.forEach(['delete', 'get', 'head', 'options'], function forEachMethodNoData(method) {

  /*eslint func-names:0*/

  Axios.prototype[method] = function(url, config) {

    return this.request(mergeConfig(config || {}, {

      method: method,

      url: url,

      data: (config || {}).data

    }));

  };

});

// 遍历为请求设置别名

utils.forEach(['post', 'put', 'patch'], function forEachMethodWithData(method) {

  /*eslint func-names:0*/

  Axios.prototype[method] = function(url, data, config) {

    return this.request(mergeConfig(config || {}, {

      method: method,

      url: url,

      data: data

    }));

  };

});

到此,axios 支持了 4 中不同的使用方式,无论哪种使用方式,最后都是执行 Axios 实例上的核心方法:request

请求 / 响应拦截器是如何生效的?

设置拦截器

对于大多数 spa 的项目来说,通常会使用 token 进行用户的身份认证,这就要求每个请求都携带认证信息;接收到服务器信息之后,如果发现用户未登录,需要统一跳转登录页;遇到这种场景,就需要用到 axios 提供的拦截器,以下是拦截器的设置:

 // 添加请求拦截器

axios.interceptors.request.use(function (config) {

  config.headers.token = 'xxx';

  return config;

});



 // 添加响应拦截器

axios.interceptors.response.use(function (response) {

    if(response.code === 401) {

        login()

    }

    return response;

});

源码分析

通过拦截器的使用,可以知道实例 Axios 上添加了interceptors方法,接下来我们看看源码的实现:

// /lib/core/Axios.js

// 每个 Axios 实例上都有 interceptors 属性,该属性上有 request、response 属性,

// 分别都是一个 InterceptorManager 实例,而 InterceptorManager 构造函数就是

// 用来管理拦截器

function Axios(instanceConfig) {

  this.defaults = instanceConfig;

  this.interceptors = {

    request: new InterceptorManager(),

    response: new InterceptorManager()

  };

}



// /lib/core/InterceptorManager.js

function InterceptorManager() {

  this.handlers = []; // 拦截器

}

// 往拦截器里 push 拦截方法

InterceptorManager.prototype.use = function use(fulfilled, rejected, options) {

  this.handlers.push({

    fulfilled: fulfilled,

    rejected: rejected,

    ...

  });

  // 返回当前索引,用于注销指定拦截器

  return this.handlers.length - 1;

};

Axios 与InterceptorManager的关系如图示: 现在我们已经有了拦截器,那么 axios 是如何保证发起请求的顺序执行呢?

  • 请求拦截器 => http 请求 => 响应拦截器

上源码:

// /lib/core/Axios.js

// request 方法中

// 省略部分代码

// 生成请求拦截队列

var requestInterceptorChain = [];

this.interceptors.request.forEach(function unshiftRequestInterceptors(interceptor) {

    requestInterceptorChain.unshift(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected);

});

// 生成响应拦截队列

var responseInterceptorChain = [];

this.interceptors.response.forEach(function pushResponseInterceptors(interceptor) {

    responseInterceptorChain.push(interceptor.fulfilled, interceptor.rejected);

});



// 编排整个请求的任务队列

var chain = [dispatchRequest, undefined];

Array.prototype.unshift.apply(chain, requestInterceptorChain);

chain.concat(responseInterceptorChain);



promise = Promise.resolve(config);

// 循环 chain ,不断从 chain 中取出设置的任务,通过 Promise 调用链执行

while (chain.length) {

  promise = promise.then(chain.shift(), chain.shift());

}



return promise;

用图示表示一下拦截器过程更清晰: 生成任务队列后,再通过promise.then(chain.shift(), chain.shift())调用 Promise 链去处理设置的任务。这里需要注意一点,请求拦截队列在生成时,是通过Array.unshift(fulfilled, rejected)设置的,也就是说在执行请求拦截时,先设置的拦截方法后执行,后设置的拦截方法先执行。

派发请求 dispatchRequest

源码分析

处理完请求拦截之后,总算开始步入整个请求链路的正轨,也就是上图中任务队列的中间步骤:dispatchRequest派发请求。

// /lib/core/dispatchRequest.js

module.exports = function dispatchRequest(config) {

  // 转换请求数据

  config.data = transformData.call(

    config,

    config.data,

    config.headers,

    config.transformRequest

  );

  ...

  // 适配器 可以自定义适配器,没有自定义,执行axios默认适配器

  var adapter = config.adapter || defaults.adapter;

  // 通过适配器处理 config 配置,返回服务端响应数据 response

  return adapter(config).then(function onAdapterResolution(response) {

    ...

    // 转换响应数据

    response.data = transformData.call(

      config,

      response.data,

      response.headers,

      config.transformResponse

    );

    ...

    return response;

  }, function onAdapterRejection(reason) {

    ...

    return Promise.reject(reason);

  })

}

dispatchRequest中主要做了两件事,先通过transformData对请求数据进行处理,然后定义适配器adapter并执行,通过 .then 方法 对adapter(适配器) resolve 出的响应数据进行处理(transformData)并返回 response,失败返回一个状态为rejected``的 Promise 对象。到此也就明白,当用户调用 axios()时,为什么可以链式调用 Promise 的 .then() 和 .catch() 来处理业务逻辑了。接下来我们从transformData`入手,看看 axios 是如何转换请求和响应数据的。

转换请求 / 响应数据

源码分析

// /lib/core/dispatchRequest.js

config.data = transformData.call(

    config,

    config.data,

    config.headers,

    config.transformRequest

);



// /lib/core/transformData.js

module.exports = function transformData(data, headers, fns) {

    utils.forEach(fns, function transform(fn) {

    data = fn(data, headers);

    });



    return data;

};

通过上述代码可以发现transformData方法主要是遍历config.transformRequest数组中的方法,config.dataconfig.headers作为参数。来看一下transformRequesttranformResponse的定义:

// /lib/default.js

var default = {

  ...

  // 转换请求数据

  transformRequest: [function transformRequest(data, headers) {

    // 判断 data 类型

    if (utils.isFormData(data) ||

      utils.isArrayBuffer(data) ||

      utils.isBuffer(data) ||

      utils.isStream(data) ||

      utils.isFile(data) ||

      utils.isBlob(data)

    ) {

      return data;

    }

    if (utils.isArrayBufferView(data)) {

      return data.buffer;

    }

    if (utils.isURLSearchParams(data)) {

      setContentTypeIfUnset(headers, 'application/x-www-form-urlencoded;charset=utf-8');

      return data.toString();

    }

    // 如果 data 是对象,或 Content-Type 设置为 application/json

    if (utils.isObject(data) || (headers && headers['Content-Type'] === 'application/json')) {

      // 设置 Content-Type 为 application/json

      setContentTypeIfUnset(headers, 'application/json');

      // 将 data 转换为 json 字符串返回

      return JSON.stringify(data);

    }

    return data;

  }],

  // 转换响应数据

  transformResponse: [function transformResponse(data) {

    ...

    if (strictJSONParsing || (forcedJSONParsing && utils.isString(data) && data.length)) {

      try {

        // 将 data 转换为 json 对象并返回

        return JSON.parse(data);

      } catch (e) {

        ...

      }

    }

    return data;

  }],

  ...

}

到此,请求数据和响应数据的转换过程已经结束了,顺便提一下,官方文档介绍的特性之一:自动转换 JSON 数据,应该就是转换过程中的JSON.stringify(data)JSON.parse(data)了;

重写 / 新增转换方法

发现transformRequest方法是default对象上的一个属性,那么我们是不是可以通过自定义配置来改写转换的过程呢?

import axios from 'axios';

// 重写转换请求数据的过程

axios.default.transformRequest = [(data, headers) => {

    ...

    return data

}];

// 增加对请求数据的处理

axios.default.transformRequest.push(

(data, headers) => {

    ...

    return data

});

适配器(adapter)处理请求

dispatchRequest方法做的第二件事:定义adapter,并执行。接下来,我们来揭开adapter的面纱,看看它具体是怎么处理 HTTP 请求的~

源码分析

下面的代码可以看出,适配器是可以自定义的,如果没有自定义,则执行 axios 提供的默认适配器。

// /lib/core/dispatchRequest.js (51行)

var adapter = config.adapter || defaults.adapter;

我们先来分析默认适配器,在default.js中:

function getDefaultAdapter() {

    var adapter;

    // 判断当前环境

    if (typeof XMLHttpRequest !== 'undefined') {

    // 浏览器环境,使用 xhr 请求

    adapter = require('./adapters/xhr');

    } else if (typeof process !== 'undefined' && Object.prototype.toString.call(process) === '[object process]') {

    // node 环境,使用 http 模块

    adapter = require('./adapters/http');

    }

    return adapter;

}

var defaults = {

    ...

    // 定义 adapter 属性

    adapter: getDefaultAdapter(),

    ...

}

可以看到,axios 之所以支持浏览器环境和 node 环境,就是getDefaultAdapter方法进行了环境判断,分别使用xhr 处理浏览器请求http 模块处理 node 请求。官方称之为isomorphic(同构)能力。这里定义了defaults对象,该对象定义了 axios 的一系列默认配置,还记得它是在哪被注入到 axios 中的吗?当然是在入口文件axios.js里了。

// /lib/axios.js

...

var defaults = require('./defaults');

...

function createInstance(defaultConfig) {

  ...

  // 创建 axios 实例

  var context = new Axios(defaultConfig);

  ...

}

var axios = createInstance(defaults);

...

哎呦,串起来了有没有~好的,重新说回到 xhr 请求,本文只分析浏览器环境中 axios 的运行机制,因此接下来,让我们打开./adapters/xhr文件来看一下:

module.exports = function xhrAdapter(config) {

  return new Promise(function dispatchXhrRequest(resolve, reject) {

    ...

    var request = new XMLHttpRequest();

    // 设置完整请求路径

    var fullPath = buildFullPath(config.baseURL, config.url);

    request.open(config.method.toUpperCase(), buildURL(fullPath, config.params, config.paramsSerializer), true) ;

    // 请求超时

    request.timeout = config.timeout;

    request.ontimeout = function handleTimeout() {...}

    // 请求中断

    request.onabort = function handleAbort() {...}

    ...

    request.send(requestData);

  }

}

将 config 中的请求配置进行赋值处理,正式发起XMLHttpRequest请求。

自定义 adapter

通过上面对 adapter 的分析,可以发现如果自定义 adapter 的话,是可以接管 axios 的请求和响应数据的,因此可以自定义 adapter 实现 mock;

const mockUrl = {

    '/mock': {data: xxx}

};

const instance = Axios.create({

    adapter: (config) => {

        if (!mockUrl[config.url]) {

            // 调用默认的适配器处理需要删除自定义适配器,否则会死循环

            delete config.adapter

            return Axios(config)

        }

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

            resolve({

                data: mockUrl[config.url],

                status: 200,

            })

        })

    }

})

结语

篇幅限制,本文只分析了 axios 中的部分源码,诸如 客户端支持防御 XSRF 攻击、取消请求 等模块没有提及,感兴趣的同学可以打开 GitHub 去读一读,相信一定会获益匪浅。


https://mp.weixin.qq.com/s/EHArzxwW-QJsZk_H72kUNw

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