Middleware: устройство и порядок вызова

Самый частый вопрос по Express: «Что такое middleware и в каком порядке они выполняются?» Ответ проверяется тут же задачкой на порядок вывода.

Middleware — функция с сигнатурой (req, res, next), которая получает управление до обработчика маршрута. Она может изменить req и res, завершить запрос ответом или передать управление дальше вызовом next().

Что проверяет интервьюер

Понимаете ли вы, что Express — это, по сути, массив функций и указатель на текущую. Отсюда следуют все практические вопросы: почему запрос «повис», почему req.body оказался undefined, почему обработчик ошибок не срабатывает и откуда берётся «Cannot set headers after they are sent».

Модель: стек и next()

Express хранит middleware в списке в порядке регистрации. Вызов next() сдвигает указатель на следующий элемент. Если next() не вызвать и не отправить ответ, запрос будет висеть до таймаута клиента. Механика ровно такая, и её легко воспроизвести на чистом синхронном JavaScript — этот пример можно запустить:

const stack = [];
const use = (fn) => stack.push(fn);

function handle(req, res) {
  let i = 0;
  function next() {
    const fn = stack[i++];
    if (!fn) return;
    fn(req, res, next);
  }
  next();
}

use((req, res, next) => {
  console.log('1 logger: пришёл запрос', req.url);
  next();
  console.log('1 logger: ответ сформирован, статус', res.status);
});

use((req, res, next) => {
  if (!req.user) {
    res.status = 401;
    console.log('2 auth: пользователь не авторизован, дальше не пускаем');
    return;                      // next() не вызываем — цепочка обрывается
  }
  next();
});

use((req, res, next) => {
  console.log('3 handler: сюда управление не дойдёт');
});

handle({ url: '/orders', user: null }, { status: 200 });

Вывод:

1 logger: пришёл запрос /orders
2 auth: пользователь не авторизован, дальше не пускаем
1 logger: ответ сформирован, статус 401

Обратите внимание на порядок: логгер получил управление первым и снова получил его последним — после того как next() вернулся. Эту схему называют «луковицей»: код до next() выполняется на пути внутрь, код после — на пути наружу. В Express это работает для синхронного кода; для замера времени ответа обычно вешают обработчик на событие res.on('finish'), потому что реальная отправка ответа асинхронна.

Порядок регистрации решает всё

const express = require('express');
const app = express();

app.use(express.json());                 // 1. разбор JSON — до маршрутов
app.use(requestId);                      // 2. свои сквозные middleware
app.use('/api/admin', requireAdmin);     // 3. middleware, ограниченный путём

app.get('/api/orders', listOrders);      // 4. маршруты
app.post('/api/orders', createOrders);

app.use((req, res) => res.status(404).json({ error: 'not found' }));   // 5. 404
app.use(errorHandler);                   // 6. обработчик ошибок — всегда последним

Если express.json() подключить после маршрутов, req.body в них будет undefined — классический баг новичка. Если обработчик ошибок зарегистрировать раньше маршрутов, он никогда не сработает: ошибки идут по стеку вперёд, а не назад.

Виды middleware

Отдельно подчеркните на интервью: обработчик ошибок Express опознаёт по количеству аргументов. Уберёте неиспользуемый next из сигнатуры — функция станет обычным middleware и перестанет ловить ошибки.

Две классические ошибки

// 1. вызвали next() и продолжили отвечать
app.use((req, res, next) => {
  next();
  res.send('ой');           // маршрут уже отправил ответ -> ERR_HTTP_HEADERS_SENT
});

// 2. забыли и next(), и ответ — запрос висит до таймаута клиента
app.use((req, res, next) => {
  logger.info(req.url);     // тишина: управление никуда не передано
});

Ошибка ERR_HTTP_HEADERS_SENT означает ровно одно: на один запрос попытались ответить дважды. Обычно причина в забытом return перед res.json(...) или в вызове next() после отправки ответа.

Типичные ошибки кандидатов

• Не могут объяснить, что делает next(), и говорят «переходит к следующему маршруту».
• Не знают, что порядок регистрации определяет порядок выполнения.
• Забывают про четырёхаргументную сигнатуру обработчика ошибок.
• Не видят разницы между next() и next(err): второй перепрыгивает сразу к обработчику ошибок.

Как ответить кратко

Middleware — функция (req, res, next) в цепочке обработки запроса. Express хранит их в списке и выполняет строго в порядке регистрации: next() передаёт управление следующей, next(err) — сразу обработчику ошибок, а если не сделать ни того ни другого и не ответить, запрос повиснет. Парсеры вроде express.json() ставят до маршрутов, обработчик ошибок с четырьмя аргументами — последним. Двойной ответ на один запрос даёт ERR_HTTP_HEADERS_SENT.