如果你经常使用 Node.js 编写 Web 服务端程序，一定对使用 Nginx 作为 反向代理 服务并不陌生。在生产环境中，我们往往需要将程序部署到内网多台服务器上，在一台多核服务器上，为了充分利用所有 CPU 资源，也需要启动多个服务进程，它们分别监听不同的端口。然后使用 Nginx 作为反向代理服务器，接收来自用户浏览器的请求并转发到后端的多台 Web 服务器上。大概工作流程如下图：
在 Node.js 上实现一个简单的 HTTP 代理程序还是非常简单的，本文章的例子的核心代码只有 60 多行，只要理解 内置 http 模块 的基本用法即可，具体请看下文。
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接口设计与相关技术
使用 http.createServer() 创建的 HTTP 服务器，处理请求的函数格式一般为 function (req, res) {}（下文简称为 requestHandler），其接收两个参数，分别为 http.IncomingMessage 和 http.ServerResponse 对象，我们可以通过这两个对象来取得请求的所有信息并对它进行响应。
主流的 Node.js Web 框架的中间件（比如 connect）一般都有两种形式：
中间件不需要任何初始化参数，则其导出结果为一个 requestHandler
中间件需要初始化参数，则其导出结果为中间件的初始化函数，执行该初始化函数时，传入一个 options 对象，执行后返回一个 requestHandler
为了使代码更规范，在本文例子中，我们将反向代理程序设计成一个中间件的格式，并使用以上第二种接口形式：
// 生成中间件const handler = reverseProxy({ // 初始化参数，用于设置目标服务器列表 servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"]});// 可以直接在 http 模块中使用const server = http.createServer(handler);// 作为中间件在 connect 模块中使用app.use(handler);说明：
上面的代码中，reverseProxy 是反向代理服务器中间件的初始化函数，它接受一个对象参数，servers 是后端服务器地址列表，每个地址为 IP地址:端口 这样的格式
执行 reverseProxy() 后返回一个 function (req, res) {} 这样的函数，用于处理 HTTP 请求，可作为 http.createServer() 和 connect 中间件的 app.use() 的处理函数
当接收到客户端请求时，按顺序循环从 servers 数组中取出一个服务器地址，将请求代理到这个地址的服务器上
服务器在接收到 HTTP 请求后，首先需要发起一个新的 HTTP 请求到要代理的目标服务器，可以使用 http.request() 来发送请求：
const req = http.request( { hostname: "目标服务器地址", port: "80", path: "请求路径", headers: { "x-y-z": "请求头" } }, function(res) { // res 为响应对象 console.log(res.statusCode); });// 如果有请求体需要发送，使用 write() 和 end()req.end();要将客户端的请求体（Body 部分，在 POST、PUT 这些请求时会有请求体）转发到另一个服务器上，可以使用 Stream 对象的 pipe() 方法，比如：
// req 和 res 为客户端的请求和响应对象// req2 和 res2 为服务器发起的代理请求和响应对象// 将 req 收到的数据转发到 req2req.pipe(req2);// 将 res2 收到的数据转发到 resres2.pipe(res);说明：
req 对象是一个 Readable Stream（可读流），通过 data 事件来接收数据，当收到 end 事件时表示数据接收完毕
res 对象是一个 Writable Stream （可写流），通过 write() 方法来输出数据，end() 方法来结束输出
为了简化从 Readable Stream 监听 data 事件来获取数据并使用 Writable Stream 的 write() 方法来输出，可以使用 Readable Stream 的 pipe() 方法
以上只是提到了实现 HTTP 代理需要的关键技术，相关接口的详细文档可以参考这里：#http_http_request_options_callback
当然为了实现一个接口友好的程序，往往还需要很多 额外 的工作，具体请看下文。
简单版本
以下是实现一个简单 HTTP 反向代理服务器的各个文件和代码（没有任何第三方库依赖），为了使代码更简洁，使用了一些最新的 ES 语法特性，需要使用 Node v8.x 最新版本来运行：
文件 proxy.js：
const http = require("http");const assert = require("assert");const log = require("./log");/** 反向代理中间件 */module.exports = function reverseProxy(options) { assert(Array.isArray(options.servers), "options.servers 必须是数组"); assert(options.servers.length > 0, "options.servers 的长度必须大于 0"); // 解析服务器地址，生成 hostname 和 port const servers = options.servers.map(str => { const s = str.split(":"); return { hostname: s[0], port: s[1] || "80" }; }); // 获取一个后端服务器，顺序循环 let ti = 0; function getTarget() { const t = servers[ti]; ti++; if (ti >= servers.length) { ti = 0; } return t; } // 生成监听 error 事件函数，出错时响应 500 function bindError(req, res, id) { return function(err) { const msg = String(err.stack || err); log("[%s] 发生错误: %s", id, msg); if (!res.headersSent) { res.writeHead(500, { "content-type": "text/plain" }); } res.end(msg); }; } return function proxy(req, res) { // 生成代理请求信息 const target = getTarget(); const info = { ...target, method: req.method, path: req.url, headers: req.headers }; const id = `${req.method} ${req.url} => ${target.hostname}:${target.port}`; log("[%s] 代理请求", id); // 发送代理请求 const req2 = http.request(info, res2 => { res2.on("error", bindError(req, res, id)); log("[%s] 响应: %s", id, res2.statusCode); res.writeHead(res2.statusCode, res2.headers); res2.pipe(res); }); req.pipe(req2); req2.on("error", bindError(req, res, id)); };};文件 log.js：
const util = require("util");/** 打印日志 */module.exports = function log(...args) { const time = new Date().toLocaleString(); console.log(time, util.format(...args));};说明：
log.js 文件实现了一个用于打印日志的函数 log()，它可以支持 console.log() 一样的用法，并且自动在输出前面加上当前的日期和时间，方便我们浏览日志
reverseProxy() 函数入口使用 assert 模块来进行基本的参数检查，如果参数格式不符合要求即抛出异常，保证可以第一时间让开发者知道，而不是在运行期间发生各种 不可预测 的错误
getTarget() 函数用于循环返回一个目标服务器地址
bindError() 函数用于监听 error 事件，避免整个程序因为没有捕捉网络异常而崩溃，同时可以统一返回出错信息给客户端
为了测试我们的代码运行的效果，我编写了一个简单的程序，文件 server.js：
const http = require("http");const log = require("./log");const reverseProxy = require("./proxy");// 创建反向代理服务器function startProxyServer(port) { return new Promise((resolve, reject) => { const server = http.createServer( reverseProxy({ servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"] }) ); server.listen(port, () => { log("反向代理服务器已启动: %s", port); resolve(server); }); server.on("error", reject); });}// 创建演示服务器function startExampleServer(port) { return new Promise((resolve, reject) => { const server = http.createServer(function(req, res) { const chunks = []; req.on("data", chunk => chunks.push(chunk)); req.on("end", () => { const buf = Buffer.concat(chunks); res.end(`${port}: ${req.method} ${req.url} ${buf.toString()}`.trim()); }); }); server.listen(port, () => { log("服务器已启动: %s", port); resolve(server); }); server.on("error", reject); });}(async function() { await startExampleServer(3001); await startExampleServer(3002); await startExampleServer(3003); await startProxyServer(3000);})();执行以下命令启动：
node server.js然后可以通过 curl 命令来查看返回的结果：
curl :3000/hello/world连续执行多次该命令，如无意外输出结果应该是这样的（输出内容端口部分按照顺序循环）：
3001: GET /hello/world3002: GET /hello/world3003: GET /hello/world3001: GET /hello/world3002: GET /hello/world3003: GET /hello/world注意：如果使用浏览器来打开该网址，看到的结果顺序可能是不一样的，因为浏览器会自动尝试请求/favicon，这样刷新一次页面实际上是发送了两次请求。
单元测试
上文我们已经完成了一个基本的 HTTP 反向代理程序，也通过简单的方法验证了它是能正常工作的。但是，我们并没有足够的测试，比如只验证了 GET 请求，并没有验证 POST 请求或者其他的请求方法。而且通过手工去做更多的测试也比较麻烦，很容易遗漏。所以，接下来我们要给它加上自动化的单元测试。
在本文中我们选用在 Node.js 界应用广泛的 mocha 作为单元测试框架，搭配使用 supertest 来进行 HTTP 接口请求的测试。由于 supertest 已经自带了一些基本的断言方法，我们暂时不需要 chai 或者 should 这样的第三方断言库。
首先执行 npm init 初始化一个 package.json 文件，并执行以下命令安装 mocha 和 supertest：
npm install mocha supertest --save-dev然后新建文件 test.js：
const http = require("http");const log = require("./log");const reverseProxy = require("./proxy");const { expect } = require("chai");const request = require("supertest");// 创建反向代理服务器function startProxyServer() { return new Promise((resolve, reject) => { const server = http.createServer( reverseProxy({ servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"] }) ); log("反向代理服务器已启动"); resolve(server); });}// 创建演示服务器function startExampleServer(port) { return new Promise((resolve, reject) => { const server = http.createServer(function(req, res) { const chunks = []; req.on("data", chunk => chunks.push(chunk)); req.on("end", () => { const buf = Buffer.concat(chunks); res.end(`${port}: ${req.method} ${req.url} ${buf.toString()}`.trim()); }); }); server.listen(port, () => { log("服务器已启动: %s", port); resolve(server); }); server.on("error", reject); });}describe("测试反向代理", function() { let server; let exampleServers = []; // 测试开始前先启动服务器 before(async function() { exampleServers.push(await startExampleServer(3001)); exampleServers.push(await startExampleServer(3002)); exampleServers.push(await startExampleServer(3003)); server = await startProxyServer(); }); // 测试结束后关闭服务器 after(async function() { for (const server of exampleServers) { server.close(); } }); it("顺序循环返回目标地址", async function() { await request(server) .get("/hello") .expect(200) .expect(`3001: GET /hello`); await request(server) .get("/hello") .expect(200) .expect(`3002: GET /hello`); await request(server) .get("/hello") .expect(200) .expect(`3003: GET /hello`); await request(server) .get("/hello") .expect(200) .expect(`3001: GET /hello`); }); it("支持 POST 请求", async function() { await request(server) .post("/xyz") .send({ a: 123, b: 456 }) .expect(200) .expect(`3002: POST /xyz {"a":123,"b":456}`); });});说明：
在单元测试开始前，需要通过 before() 来注册回调函数，以便在开始执行测试用例时先把服务器启动起来
同理，通过 after() 注册回调函数，以便在执行完所有测试用例后把服务器关闭以释放资源（否则 mocha 进程不会退出）
使用 supertest 发送请求时，代理服务器不需要监听端口，只需要将 server 实例作为调用参数即可
接着修改 package.json 文件的 scripts 部分：
{ "scripts": { "test": "mocha test.js" }}执行以下命令开始测试：
npm test如果一切正常，我们应该会看到这样的输出结果，其中 passing 这样的提示表示我们的测试完全通过了：
测试反向代理2017-12-12 18:28:15 服务器已启动: 30012017-12-12 18:28:15 服务器已启动: 30022017-12-12 18:28:15 服务器已启动: 30032017-12-12 18:28:15 反向代理服务器已启动2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 代理请求2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 响应: 2002017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3002] 代理请求2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3002] 响应: 2002017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3003] 代理请求2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3003] 响应: 2002017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 代理请求2017-12-12 18:28:15 [GET /hello => 127.0.0.1:3001] 响应: 200 ✓ 顺序循环返回目标地址2017-12-12 18:28:15 [POST /xyz => 127.0.0.1:3002] 代理请求2017-12-12 18:28:15 [POST /xyz => 127.0.0.1:3002] 响应: 200 ✓ 支持 POST 请求 2 passing (45ms)当然以上的测试代码还远远不够，剩下的就交给读者们来实现了。
接口改进
如果要设计成一个比较通用的反向代理中间件，我们还可以通过提供一个生成 http.ClientRequest 的函数来实现在代理时动态修改请求：
reverseProxy({ servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"], request: function(req, info) { // info 是默认生成的 request options 对象 // 我们可以动态增加请求头，比如当前请求时间戳 info.headers["X-Request-Timestamp"] = Date.now(); // 返回 http.ClientRequest 对象 return http.request(info); }});然后在原来的 http.request(info, (res2) => {}) 部分可以改为监听 response 事件：
const req2 = http.request(options.request(info));req2.on("response", res2 => {});同理，我们也可以通过提供一个函数来修改部分的响应内容：
reverseProxy({ servers: ["127.0.0.1:3001", "127.0.0.1:3002", "127.0.0.1:3003"], response: function(res, info) { // info 是发送代理请求时所用的 request options 对象 // 我们可以动态设置一些响应头，比如实际代理的模板服务器地址 res.setHeader("X-Backend-Server", `${info.hostname}:${info.port}`); }});此处只发散一下思路，具体实现方法和代码就不再赘述了。
总结
本文主要介绍了如何使用内置的 http 模块来创建一个 HTTP 服务器，以及发起一个 HTTP 请求，并简单介绍了如何对 HTTP 接口进行测试。在实现 HTTP 请求代理的过程中，主要是运用了 Stream 对象的 pipe() 方法，关键部分代码只有区区几行。Node.js 中的很多程序都运用了 Stream 这样的思想，将数据当做一个流，使用 pipe 将一个流转换成另一个流，可以看出 Stream 在 Node.js 的重要性。关于 Stream 对象的使用方法可以看作者写的另一篇文章 《Node.js 的 Readable Stream 与日志文件处理》。
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