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手写最简静态资源服务器

在所有人入门编程及学习更多编程语言时，敲下的第一行代码是: 输出 hello, world。

console.log('hello, world')

初学部署前端，如同学习编程一样，不能一开始就要求将生产环境的项目进行部署要从简单的开始学习。

比如本系列专栏，先部署一个最简单 HTML 如下所示，只有几行代码，无任何 CSS/Javascript 代码，我称它为 hello 版前端应用。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title></title>
</head>
<body>
  hello, shanyue. 
</body>
</html>

PS: 本文以 simple-deploy (opens in a new tab) 仓库作为实践

我们将带着两个疑问，一步一步了解前端部署:

如何手写一个简单的静态资源服务器用以部署前端
为何需要 nginx、docker 等工具辅助前端部署

HTTP 报文

HTTP 是在互联网中进行数据交互的协议，你可从互联网中拿到文档、图片、音频及视频各种资源。HTTP 可视为 Web 的基石，更是前端的基石。

而最简部署可看做，你向服务器发送一个获取 HTML 资源的请求，而服务端将响应一段 HTML 资源。我们在请求资源的过程中将发送一段请求报文(Request Message)，而服务端返回的 HTML 资源为响应报文(Response Message)。

我们写一段服务器代码，在 HTTP 响应报文中设置响应体为 HTML，便完成了对极简前端的部署。

以下是对 hello 版前端应用的真实的 HTTP 请求及响应报文。

通过 curl -vvv localhost:3000 可获得报文信息。

# 请求报文
GET / HTTP/1.1
Host: localhost:3000
 
# 响应报文
HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 133
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Date: Fri, 31 Dec 2021 04:19:14 GMT
Connection: keep-alive
Keep-Alive: timeout=5
 
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title></title>
</head>
<body>
  hello, shanyue. 
</body>
</html>

以下是对 hello版前端应用 的 HTTP 请求及响应报文的图文表示

好，那接下来我们写一段服务器代码，用以响应 HTML。

手写简单静态资源服务器: 响应字符串

作为前端，以我们最为熟悉的 Node 为例，写一段最简单的前端部署服务。该服务监听本地的 3000 端口，并在响应体返回我们的 hello 版前端应用。

为求简单，我们直接将 hello 版前端应用以字符串的形式进行响应。

在 Node 中写服务端最重要的内置模块(builtinModule)为 node:http (opens in a new tab)，通过 node: 前缀，可指明其为内置模块，被称作 Protocol Import。从而避免了 node 内置模块与第三方模块的命名冲突。

node: 前缀见官方文档 core-modules (opens in a new tab)，需升级 node 版本号至 v14.18.0 及以上

const http = require('node:http')

通过 http.createServer 可对外提供 HTTP 服务，而 res.end() 可设置 HTTP 报文的响应体。以下是一段 hello 版本的 nodejs 服务。

const server = http.createServer((req, res) => res.end('hello, world'))
server.listen(3000, () => {
  console.log('Listening 3000')
})

我们将 hello 版前端应用以字符串的方式在代码中进行维护，并通过 res.end() 设置其为响应报文的响应体。最终代码如下。

PS: 该段服务器 nodejs 代码位于 simple-deploy/server.js (opens in a new tab)

const http = require('node:http')
 
const html = `<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title></title>
</head>
<body>
  hello, shanyue. 
</body>
</html>`
 
const server = http.createServer((req, res) => res.end(html))
server.listen(3000, () => {
  console.log('Listening 3000')
})

通过 node server.js 启动服务，成功运行。

$ node server.js
Listening 3000

启动服务后，在浏览器端打开 localhost:3000，可查看到响应头及响应体 hello, shanyue。

恭喜你，部署成功！

但是前端静态资源总是以文件的形式出现，我们需对代码进一步优化。

手写简单静态资源服务器: 响应文件

当然，部署前端作为纯静态资源，需要我们使用文件系统(file system)去读取资源并将数据返回。

在代码中，HTML 以前以字符串形式进行维护，现在将其置于文件系统中的 index.html 中，并通过 nodejs 中文件系统读取文件的相关 API fs.readFileSync('./index.html') 进行获取文件内容，代码如下。

// fs 为内置模块，
const fs = require('node:fs')
 
// 通过 fs.readFileSync 可读取文件内容
const html = fs.readFileSync('./index.html')

我们将 hello 版前端应用以文件系统的方式进行维护，并通过 res.end() 设置其为响应报文的响应体。最终代码如下。

PS: 该段服务器 nodejs 代码位于 simple-deploy/server-fs.js (opens in a new tab)

const http = require('node:http')
const fs = require('node:fs')
 
// 上段代码这里是一段字符串，而这里通过读取文件获取内容
const html = fs.readFileSync('./index.html')
 
const server = http.createServer((req, res) => res.end(html))
server.listen(3000, () => {
  console.log('Listening 3000')
})

接下来启动代码，成功运行。

$ node server-fs.js
Listening 3000

为什么需要专业的静态资源服务器

当然，对于前端这类纯静态资源，自己写代码无论从开发效率还是性能而言都是极差的，这也是我们为何要求助于专业工具 nginx 之类进行静态资源服务的原因所在。

第一、从开发而言，其基本的 Rewrite、Redirect 都需要重新开发，而一个稍微完备的静态资源服务器需要满足以下功能，这也是本文的作业内容。

静态资源服务器目标功能

其中，Rewrite 的场景使用十分广泛，比如:

单页应用中所有的 *.html 均为读取根目录 index.html
vuepress 等静态网站生成器将会有 .html 后缀，此时可通过 Rewrite 去除后缀。比如，将 /hello 重写(rewrite)到 /hello.html。(去除后缀名的功能也叫 cleanUrls，vercel)

第二、从性能出发，试举一例，比如将文件系统修改为 ReadStream 的形式进行响应将会提升该静态服务器的性能，代码如下。

const server = http.createServer((req, res) => {
  // 此处需要手动处理下 Content-Length
  fs.createReadStream('./index.html').pipe(res)
})

因此，有诸多工具专门针对静态资源进行服务，比如 serve (opens in a new tab)，比如 nginx (opens in a new tab)。

$ npx serve .

serve 是 next.js 的母公司 vercel 开发的一款静态资源服务器。作为前端久负盛名的静态服务器，广泛应用在现代前端开发中，如在 create-react-app 构建成功后，它会提示使用 serve 进行部署。本地环境而言，还是 serve (opens in a new tab) 要方便很多啊。

Creact React APP 构建后，提示使用 serve 进行部署

然而，Javascript 的性能毕竟有限，使用 nginx 作为静态资源服务器拥有更高的性能。

部署的简单理解

通过以上两个最简服务的成功运行，可以使我们更加深入的了解前端部署。我们再回头看，什么是部署呢，为什么说你刚才部署成功？

假设此时你有一台拥有公共 IP 地址的服务器，在这台服务器使用 nodejs 运行刚才的代码，则外网的人可通过 IP:3000 访问该页面。那这可理解为部署，使得所有人都可以访问。

假设你将该服务器作为你的工作环境，通过 npm start 运行代码并通过，所有人都可访问他，即可视为部署成功。看来你离所有人都可访问的部署只差一台拥有公共 IP 的服务器。

实际上，有极少数小微企业在生产环境中就是直接 ssh 进生产环境服务器，并通过 npm start 部署成功后，通过 IP 与端口号的方式进行访问。当然通过 IP 地址访问的项目一般也非公开项目，如果公开使用域名的话，则用 nginx 配置域名加一层反向代理。

不管怎么说，你现在已经可以通过裸机(宿主机)部署一个简单的前端应用了。

关于部署的更多疑问解答

我们现在已经可以在本地跑起服务了，但是在生产环境部署为什么还需要 nginx，甚至 docker 呢？

接下来，我回应一些关于前端部署的更多疑问。

问：那既然通过 `npm start` 可以启动服务并暴露端口对外提供服务，那为什么还需要 nginx 呢？

你需要管理诸多服务(比如A网站、B网站)，通过 nginx 进行路由转发至不同的服务，这也就是反向代理，另外 TLS、GZIP、HTTP2 等诸多功能，也需要使用 nginx 进行配置。

当然，如果你不介意别人通过端口号去访问你的应用，不用 nginx 等反向代理器也是可以的。

反向代理

关于 nginx 的学习可以查看后续章节。

问：我确实不介意别人通过 IP:Port 的方式来访问我的应用，那在服务器可以 npm run dev 部署吗？

可以，但是非常不推荐。npm run dev 往往需要监听文件变更并重启服务，此处需要消耗较大的内存及 CPU 时间，导致性能问题。

比如针对 Typescript 写的后端服务器，不推荐在服务器中直接使用 ts-node 而需要事先编译的理由同样如此。

当然，如果你也不介意性能问题也是可以的。

问：那为什么需要 Docker 部署？

用以隔离环境。

假设你有三个后端服务，分别用 Java、Go、Node 编写，你需要在服务器分别安装三者的环境，才能运行所有语言编写的代码，这对于开发者而言非常麻烦。

假设你有三个 Node 服务，分别用 node10、node12、node14 编写，你需要在服务器分别安装三个版本 nodejs 才能运行各个版本 nodejs 编写的代码，对于开发者而言也非常麻烦。

而有了 Docker，就没有这种问题，它可单独提供某种语言的运行环境，并同时与宿主机隔离起来。

对于前端而言，此时你可以通过由自己在项目中单独维护 nginx.conf 进行一些 nginx 的配置，大大提升前端的自由性和灵活度，而无需通过运维或者后端来进行。

关于 docker 的学习可以查看后续章节。

作业

为什么基于 stream 的静态服务器拥有更高的性能
为什么基于 stream 后，serve 等静态资源服务器仍然会计算 Content-Length
继续完善静态服务器，使其基于 stream，并能给出正确的 Content-Length。
继续完善静态服务器，使其作为一个命令行工具，支持指定端口号、读取目录、404、stream (甚至 trailingSlash、cleanUrls、rewrite、redirect 等)。可参考 serve-handler。
什么是 rewrite 和 redirect

小结

本篇文章介绍了了一些对于前端部署的简单介绍，并使用 nodejs 写了两段代码用以提供静态服务，加深对前端部署的理解。虽然我们可自写代码对前端静态资源进行部署，但从功能性与性能而讲，都是远不如专业工具的。

在本文章，将应用在本地或者宿主机进行成功运行，但是现代流行的前端部署方案，都是使用 docker 对前端进行部署。

而在下篇文章中，我们将介绍如何使用 Docker 将仅有十几行代码的 hello 版前端应用 跑起来。

开篇词二: 基于docker部署极简版