不知道大家有没有感觉很神奇，只是通过装饰器声明了一下，然后启动 Nest 应用，这时候对象就给创建好了，依赖也给注入了。
那它是怎么实现的呢？
大家如果就这样去思考它的实现原理，还真不一定能想出来，因为缺少了一些前置知识。也就是实现 Nest 最核心的一些 api： Reflect 的 metadata 的 api。
有的同学会说，Reflect 的 api 我很熟呀，就是操作对象的属性、方法、构造器的一些 api：
比如 Reflect.get 是获取对象属性值:
Reflect.set 是设置对象属性值:
Reflect.has 是判断对象属性是否存在:
Reflect.apply 是调用某个方法，传入对象和参数:
Reflect.construct 是用构造器创建对象实例，传入构造器参数:
这些 api 在 MDN 文档里可以查到，因为它们都已经是 es 标准了，也被很多浏览器实现了。
但是实现 Nest 用到的 api 还没有进入标准，还在草案阶段，也就是 metadata 的 api。
它有这些 api：
Reflect.defineMetadata(metadataKey, metadataValue, target);
Reflect.defineMetadata(metadataKey, metadataValue, target, propertyKey);
let result = Reflect.getMetadata(metadataKey, target);
let result = Reflect.getMetadata(metadataKey, target, propertyKey);
Reflect.defineMetadata 和 Reflect.getMetadata 分别用于设置和获取某个类的元数据，如果最后传入了属性名，还可以单独为某个属性设置元数据。
那元数据存在哪呢？
存在类或者对象上呀，如果给类或者类的静态属性添加元数据，那就保存在类上，如果给实例属性添加元数据，那就保存在对象上，用类似 [[metadata]] 的 key 来存的。
这有啥用呢？
我们再看下 nest 的@Module源码：
上面就是 @Module 装饰器的实现，里面就调用了 Reflect.defineMetadata 来给这个类添加了一些元数据。
所以我们这样用的时候：
import { Module } from '@nestjs/common';
import { CatsController } from './cats.controller';
import { CatsService } from './cats.service';
@Module({
controllers: [CatsController],
providers: [CatsService],
})
export class CatsModule {}
其实就是给 CatsModule 添加了 controllers 的元数据和 providers 的元数据。
后面创建 IOC 容器的时候就会取出这些元数据来处理。
比如，key 为 imports 和 providers时的元数据，存储在CatsModule这个类上：
而且 @Controller 和 @Injectable 的装饰器也是这样实现的：
@Injectable 装饰的类，我们定义了一个元数据为{ INJECTABLE_WATERMARK: true}，这表示这个类是可以被注入的，nestjs就会把这个类实例化放到容器中。
同理，@Controller也一样，只不过它的元数据要更多，因为它要处理路由。
Nest 的实现原理就是通过装饰器给 class 或者对象添加元数据，然后初始化的时候取出这些元数据，进行依赖的分析，然后创建对应的实例对象就可以了。
所以说，nest 实现的核心就是 Reflect metadata 的 api。
当然，现在 metadata 的 api 还在草案阶段，需要使用 reflect-metadata 这个 polyfill 包才行。
其实还有一个疑问，依赖的扫描可以通过 metadata 数据，但是创建的对象需要知道构造器的参数，现在并没有添加这部分 metadata 数据呀：
比如这个 CatsController 依赖了 CatsService，但是并没有添加 metadata 呀：
import { Body, Controller, Get, Param, Post } from '@nestjs/common';
import { CatsService } from './cats.service';
import { CreateCatDto } from './dto/create-cat.dto';
@Controller('cats')
export class CatsController {
constructor(private readonly catsService: CatsService) {}
@Post()
async create(@Body() createCatDto: CreateCatDto) {
this.catsService.create(createCatDto);
}
@Get()
async findAll(): Promise<Cat[]> {
return this.catsService.findAll();
}
}
这就不得不提到 TypeScript 的优势了，TypeScript 支持编译时自动添加一些 metadata 数据：
比如这段代码：
import "reflect-metadata";
class Guang {
@Reflect.metadata("名字", "光光")
public say(a: number): string {
return '加油鸭';
}
}
按理说我们只添加了一个元数据，生成的代码也确实是这样的：
但是呢，ts 有一个编译选项叫做 emitDecoratorMetadata，开启它就会自动添加一些元数据。
开启之后再试一下：
你会看到多了三个元数据：
design:type 是 Function，很明显，这个是描述装饰目标的元数据，这里装饰的是函数
design:paramtypes 是 [Number]，很容易理解，就是参数的类型
design:returntype 是 String，也很容易理解，就是返回值的类型
所以说，只要开启了这个编译选项，ts 生成的代码会自动添加一些元数据。
然后创建对象的时候就可以通过 design:paramtypes 来拿到构造器参数的类型了，那不就知道怎么注入依赖了么？
所以，nest 源码里你会看到这样的代码：
就是获取构造器的参数类型的。这个常量就是我们上面说的那个design:paramtypes。
这也是为什么 nest 会用 ts 来写，因为它很依赖这个 emitDecoratorMetadata 的编译选项。
这就是 nest 的核心实现原理：通过装饰器给 class 或者对象添加 metadata，并且开启 ts 的 emitDecoratorMetadata 来自动添加类型相关的 metadata，然后运行的时候通过这些元数据来实现依赖的扫描，对象的创建等等功能。
Nest 的装饰器都是依赖 reflect-metadata 实现的，而且还提供了一个 @SetMetadata 的装饰器让我们可以给 class、method 添加一些 metadata：
这个装饰器的底层实现自然是 Reflect.defineMetadata：
Nest 为什么暴露这样一个底层的 metadata api 出来呢？
因为这个 metadata 是可以在代码里取出来用的：
在 guard 和 interceptor 就就可以这样取出来：
通过 ExecutationContext 取到目标 handler，然后注入 reflector，通过 reflector.get 取出 handler 上的 metadata。
interceptor 里也是这样，这里换种属性注入方式：
拿到 metadata 有什么用呢？
可以判断权限呀，比如这个路由需要 admin 角色，那可以取出 request 的 user 对象，看看它有没有这个角色，有才放行。
reflector 还有 3 个方法：
这里就不举例了。
