使用 TypeScript 创建 Koa 服务器

概述

尽管使用 NodeJS 搭建 HTTP 服务器早已是 Web 开发者们的家常便饭，但结合时下最热门的 TypeScript 却能带来更棒的开发体验。今天，我们就来一起尝试将它们结合起来，快速搭建一个健壮的 Koa 服务。

Koa 基础环境搭建

我们从 Koa 开始，它是一个轻量且富有表现力的 NodeJS Web 框架。

安装核心依赖

安装 Koa 及其常用的中间件 (Middleware)：

1	npm install koa koa-bodyparser koa-json koa-logger koa-router

注意： koa-bodyparser、koa-json、koa-logger 和 koa-router 都属于 Koa 的中间件。

编写基础 Koa 代码

首先，创建 src 目录用于存放源代码，并在其中创建 index.js 文件：

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// 文件结构
src
└── index.js

基础 Koa 服务 (index.js)：

import Koa from 'koa';
import Router from 'koa-router';
import logger from 'koa-logger';
import json from 'koa-json';
import bodyParser from 'koa-bodyparser';

const app = new Koa();
const router = new Router();

// 路由：处理 GET / 请求
router.get('/', async (ctx, next) => {
  // 设置响应体，ctx.body 是 ctx.response.body 的快捷方式
  ctx.body = { msg: 'Hello World.' };
  await next();
});

// 挂载中间件
app.use(json());    // 格式化 JSON 响应
app.use(logger());  // 启用开发模式日志

// 挂载路由
app.use(router.routes()).use(router.allowedMethods());

// 启动服务
app.listen(8000, () => {
  console.log('Koa Ready.');
});

Koa 中间件的“洋葱模型”

理解 Koa 的核心在于理解中间件的执行机制，这通常被称为“洋葱模型”。

每个请求都会从洋葱的最外层（第一个中间件）进入，然后依次向内层传递，最后从内层向外层返回。这意味着请求会与每一个中间件交互两次。

在一个中间件函数中：

await next() 之前的代码：被视为 **前置操作 (Pre-operation)**，在请求进入下一层之前执行。
await next() 之后的代码：被视为 **后置操作 (Post-operation)**，在所有后续中间件执行完毕后，请求返回时执行。

执行顺序示例：

假设你按顺序使用了 middleware_1、middleware_2、middleware_3：

中间件	代码片段	执行顺序	阶段
1	`console.log(1)`	1	进入 (前置)
1	`await next()`	跳入 2
2	`console.log(2)`	2	进入 (前置)
2	`await next()`	跳入 3
3	`console.log(3)`	3	进入 (前置)
3	`await next()`	退出 3 (无后续)
3	`console.log(4)`	4	退出 (后置)
2	`console.log(5)`	5	退出 (后置)
1	`console.log(6)`	6	退出 (后置)

最终输出：1, 2, 3, 4, 5, 6。

引入 TypeScript

TypeScript 是 JavaScript 的超集，它通过静态类型检查为我们的项目提供了更强大的保障。

安装 TypeScript 及类型文件

我们需要安装 TypeScript 本身，同时为了消除 Koa 模块的类型报错，还需要安装对应的类型定义文件 (@types/*)：

# 1. 安装 TypeScript
npm install -D typescript

# 2. 安装 Koa 及其相关模块的类型定义
npm install -D @types/node @types/koa @types/koa-router @types/koa-json @types/koa-logger @types/koa-bodyparser

配置 `tsconfig.json`

使用以下命令生成基础配置文件：

1	npx tsc --init

为了项目的简洁性和兼容性，我们只保留和修改以下关键配置项：

{
  "compilerOptions": {
    "target": "es6", /* 指定编译后的 JS 版本为 ES6 */
    "module": "commonjs", /* 指定模块代码的生成方式 */
    "moduleResolution": "node", /* 指定模块解析策略 */
    "outDir": "./build", /* 指定编译后 JS 文件的输出目录 */
    "esModuleInterop": true, /* 允许 CommonJS 模块以 ES 模块方式导入 */
    "forceConsistentCasingInFileNames": true, /* 确保导入时的文件名大小写一致 */
    "strict": true, /* 启用所有严格类型检查选项 */
    "skipLibCheck": true /* 跳过 .d.ts 文件的类型检查，加快编译速度 */
  },
  "include": ["src/**/*"] /* 指定 TS 编译器需要检查和编译的文件 */
}

重点： outDir 设置为 ./build，编译后的 JS 文件会放在该目录下；include 设置为 src/**/*，指定编译器只处理 src 目录下的文件。

使用 Type 增强代码

将 index.js 重命名为 index.ts，并修改代码，使其接受 POST 请求并从请求体中获取数据，以演示 TypeScript 的类型检查能力。

新的 Koa + TypeScript 代码 (index.ts)：

import Koa from 'koa';
import Router from 'koa-router';
import logger from 'koa-logger';
import json from 'koa-json';
import bodyParser from 'koa-bodyparser'; // 用于解析请求体

const app = new Koa();
const router = new Router();

// 1. 定义接口（Interface）来规范请求体的结构
interface RequestBody {
  name: string;
}

// 路由：处理 POST / 请求
router.post('/', async (ctx, next) => {
  // 2. 使用类型断言明确告诉 TS 请求体的结构
  // 此时，requestData 变量的结构就被 RequestBody 严格限定了
  const requestData: RequestBody = ctx.request.body; 

  ctx.body = {
    msg: `Hello ${requestData.name}.` // 正常访问 name 属性
  };
  await next();
});

// 挂载中间件 (确保在路由之前使用 bodyParser)
app.use(json());
app.use(logger());
app.use(bodyParser()); 

// 挂载路由
app.use(router.routes()).use(router.allowedMethods());

// 启动服务
app.listen(8000, () => {
  console.log('Koa Ready.');
});

类型检查的优势：

通过定义 interface RequestBody 并使用类型断言，如果我们错误地尝试访问接口中不存在的属性（例如，将 requestData.name 错写成 requestData.username）：

// 错误示例
router.post('/', async (ctx, next) => {
  const requestData: RequestBody = ctx.request.body; 
  
  ctx.body = {
    msg: `Hello ${requestData.username}.` // 错误! TypeScript会立即报错
  }; 
  // 错误提示：Property 'username' does not exist on type 'RequestBody'. ts(2339)
  
  await next();
});

TypeScript 会在编译时（或在 IDE 中）立即给出错误警告，避免了这种低级错误导致的运行时崩溃，极大地提高了代码的健壮性和可维护性。

编译与运行

最后一步是使用 TypeScript 编译器将 TS 代码转译为纯粹的 JavaScript，以便在 Node 环境中运行。

编译 TypeScript

执行编译命令：

1 2	npx tsc # 或 tsc （如果已全局安装）

如果没有错误，编译器会根据 tsconfig.json 的配置，在项目根目录下生成 /build 文件夹，其中包含编译后的 index.js 文件。

运行编译后的 JS 文件

进入 /build 目录并启动服务：

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cd build
node index.js
# Koa Ready.

使用 Postman 或其他工具向 localhost:8000/ 发送一个 POST 请求，并在请求体中发送 JSON 数据：

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{
  "name": "Kevin"
}

你将在控制台中看到请求和响应日志：

1
2
3

<-- POST /
Hello Kevin.
--> POST / 200 3ms

至此，一个高效、类型安全的 Koa + TypeScript 后端服务就搭建完成了！