作为前端需要了解的 Node 知识

Node 知识

一、基本知识

1、命令行窗口

又称 cmd 窗口、终端、shell

打开方式：

• Win：win + R，输入 cmd，打开
• mac/linux: 搜索 terminal 打开

前面显示的为目前所在的目录

常用的命令

• dir / ls 列出当前目录下所有文件
• cd 目录名 进入到指定的目录
• 目录
  • . 表示当前目录
  • .. 表示上一级目录
• md 目录名 / mkdir 目录名 创建一个文件夹
• rd 目录名 / rm -rf 目录名 删除一个文件夹
• 输入当前目录下的一个文件名（包括后缀）可以打开这个文件

环境变量（Windows 系统中的变量）

• path
• 当我们在命令行窗口打开一个文件，或调用一个程序时，系统会首先在当前目录下寻找文件程序，如果找到了则直接打开，如果没有找到则会依次到环境变量 path 的路径中寻找，知道找到为止，如果没找到则报错
• 所以我们可以将一些经常需要访问的程序和文件的路径添加到 path 中，这样我们就可以在任意位置来访问这些文件和程序了

2、进程和线程

进程

• 进程负责为程序的运行提供必备的环境
• 进程就相当于工厂中的车间

线程

• 线程是计算机中的最小的计算单位，线程负责执行进程中的程序
• 线程就相当于工厂中的工人
  • 单线程
    • js 是单线程
  • 多线程

二、Node.js 简介

nodejs 是一个能够在服务器端运行 js 的开放源代码、跨平台的 js 运行环境

node 采用 google 开发的 v8 引擎运行 js 代码，使用 event-driven、non-blocking I/O 模型，使其轻量又高效

三、node 使用

1、安装

官网下载安装包，安装即可

• macOS 可以使用 brew 安装：brew install node

推荐使用 nvm 管理 node 版本

1. 下载 nvm 安装包，安装，或者使用包管理器例如 brew 安装：brew install nvm（Win 找到官网后下载安装）
2. 安装完成后，打开命令行窗口，输入 nvm -v，如果出现版本号，则安装成功
3. 接着输入 nvm install node，安装最新版本的 node
4. 多版本管理
   • 使用 nvm install 版本号 安装指定版本的 node
   • 可以使用 nvm ls 查看已安装的 node 版本
   • 使用 nvm use 版本号 切换 node 版本

安装完成后，打开命令行窗口，输入 node -v，如果出现版本号，则安装成功

安装完成后，会自动安装 npm 包管理器

运行 node，进入 node 命令行窗口，可以直接运行 js 代码

node
> var i = 0
> console.log(i)

还可以直接运行 js 文件

node hello.js

四、COMMONJS 规范

1、ECMAScript 标准的缺陷

• 没有模块系统
• 标准库较少
• 没有标准接口
• 缺乏管理系统

2、模块化 module.js

在 node 中，一个 js 就是一个模块

在 Node 中，每一个 js 文件中的 js 代码都是独立运行在一个函数中，而不是全局作用域，所以一个模块中的变量和函数在其他模块中无法访问

我们可以通过 exports 来向外部暴露变量和方法，只需要将要暴露给外部的变量或方法设置为 exports 的属性即可

exports.x = "我是 module.js中的x"
exports.fn = function(){}

在 Node 中有一个全局对象 global，它的作用和网页中 window 类似，在全局中创建的变量都会作为 global 的属性保存，在全局中创建的函数都会作为 global 的方法保存

var a = 10;
console.log(global.a);

arguments

• arguments.callee 这个属性保存的是当前执行的函数对象

在 node 执行模块中的代码时，它首先会在代码的最顶部添加代码 function(exports, require, module, __filename, __dirname){，在代码的最底部，添加代码 }

实际上模块中的代码都是包装在一个函数中执行的，并且在函数执行时，同时传递进了 5 个实参（arguments.length 查看参数长度）

• exports 该对象用来将变量或函数暴露到外部
• require 函数，用来引入外部的模块
• module
  • module 代表的是当前模块本身
  • exports 就是 module 的属性
  • 既可以使用 exports 导出，也可以使用 module.exports 导出 module.exports==exports，module.exports.a、exports.a
  • 通过 exports 只能使用 . 的方式来向外暴露内部变量，而 module.exports 既可以通过 . 的形式，也可以直接复制

    exports.xxx = xxx
    module.exports.xxx = xxx
    module.exports = {
      name = "swk"
      age = 15000
      sayName = function{
        console.log(name)
      }
    }
    

• __filename 当前模块的完整路径
• __dirname 当前模块所在文件夹的完整路径

在 node 中通过 require() 函数来引入外部的模块，require() 可以传递一个文件的路径作为参数，node 将会自动根据该路径来引入外部模块，这里的路径如果使用相对路径，必须以 . 或 .. 开头

使用 require 引入模块后，该函数会返回一个对象，这个对象代表的是引入的模块

var md = require("./module.js");
console.log(md)

模块分为两大类

• 核心模块
  • 由 node 引擎提供的模块
• 文件模块
  • 由用户自己创建的模块

3、CommonJS 规范

CommonJS 规范的提出，主要是为了弥补当时 JavaScript 没有标准的缺陷

CommonJS 规范为 JS 制定了一个美好的愿景，希望 JS 能够在任何地方运行

CommonJS 规范对模块的定义十分简单

• 模块引用
• 模块定义
• 模块标识
  • 我们使用 require() 引入外部模块时，使用的就是模块标识，我们可以通过模块标识来找到指定的模块
  • 核心模块的标识就是模块的名字
  • 文件模块的标识就是文件的路径（绝对、相对），相对路径使用 ./ 或 ../ 开头

五、包 Package

1、简介

• CommonJS 的包规范允许我们将一组相关的模块组合到一起，形成一组完整的工具
• CommonJS 的包规范由包结构和包描述文件两个部分组成
• 包结构：用于组织包中的各种文件
• 包描述文件：描述包的相关信息，以供外部读取分析

2、包结构

包实际上就是一个压缩文件，解压以后还原为目录

符合规范的目录，应该包含如下文件：

• package.json 描述文件

  {
    "name": "包名",
    "version": "v1.0.0",
    ...
    "dependencies": {}, // 依赖
    "description": "描述",
    "devDependencies": { // 开发依赖
      ...
    }
  }
  

• bin 可执行二进制文件
• lib js 代码
• doc 文档
• test 单元测试

3、包描述文件

包描述文件用于表达非代码相关的信息，它是一个 JSON 格式的文件—— package.json，位于包的根目录下，是包的重要组成部分

package.json 中的字段（JSON 中不能写注释）

• name
• description
• version
• keywords
• maintainers
• contributors
• bugs
• licenses
• repositories
• dependencies
• homepage
• os
• cpu
• engine
• builtin
• directories
• implements
• scripts
• author
• bin
• main
• devDependencies

1. 标识
2. 依赖
3. 运行/打包

通过 npm run 可以查看当前可执行的脚本命令（script 字段），npm run 脚本名称 可以执行对应的脚本命令

六、NPM(Node Package Manager)

1、简介

CommonJS 包规范是理论，NPM 是其中一种实践

对于 Node 而言，NPM 帮助其完成了第三方模块的发布、安装和依赖等。借助 NPM，Node 与第三方模块之间形成了很好的一个生态系统

包管理工具，用于 Node 模块的管理，除了 npm 之外，还有 yarn、cnpm、pnpm 等

现在推荐使用 pnpm 代替 npm，pnpm 是一个快速、零配置的 Node 包管理工具，它使用硬链接和符号链接来降低磁盘空间的使用，它的速度也非常快，它的速度是 npm 的 35 倍，yarn 的 23 倍

2、NPM 命令

• npm -v 查看 npm 版本
• npm version 查看所有模块版本
• npm 帮助说明
• npm init 在当前目录下创建 package.json 文件，驼峰命名改为 _ 连接
• npm search 包名 搜索包
• npm install/i 包名 安装包，将会在当前目录的 node_modules 下，直接通过包名引入即可，var math = require("math")
• npm install 包名 -g 全局安装包，一般都是一些工具
• npm remove/r 包名 删除一个模块
• npm install 包名 --save 安装包并将其添加到依赖中，一般不传 node_modules，太大、不能保证是最新的，有了依赖，传 package.json 直接 npm install 可以下载当前项目所依赖的包
• npm uninstall 包名 卸载包
• npm install 文件路径 从本地安装
• npm install 包名 -registry=地址 从镜像源安装包
• npm config set registry 地址 设置镜像源

淘宝镜像： npm.taobao 组织网

一般不直接设置官方原版 npm 替换为其他源，可以使用 cnpm

SH

npm install -g cnpm --registry=https://registry.npmmirror.com

注：

• Node 在使用模块名字来引入模块时，它会首先在当前目录的 node_modules 中寻找是否含有该模块，如果有则直接使用
• 如果没有则去上一级目录的 node_modules 中寻找，如果有则直接使用
• 如果没有则再去上一级目录寻找，直到找到为止
• 如果找到磁盘根目录仍没有，则报错

七、Buffer（缓冲区）

Buffer 的就结构和数组很像，操作的方法也和数组类似

数组中不能存储二进制的文件，而 buffer 就是专门用来存储二进制数据的

使用 buffer 不需要引入模块，直接使用即可

var str = "hello"
// 将一个字符串保存到buffer中
var buf = Buffer.from(str)
console.log(buf)
console.log(buf.length,str.length)  // 占用内存的大小,字符串的长度

在 buffer 中存储的都是二进制数据，但是在显示的时候都是以 16 进制的形式显示的，buffer 中每一个元素的范围是从 00 到 ff (0255) 0000000011111111 8 位(bit) = 1字节(byte)，buffer 中的一个元素占用内存的一个字节

ps：一个汉字 3 字节，一个英文字母 1 字节

buffer 的大小一旦确定，则不能修改，Buffer 实际上是对底层内存的直接操作

• Buffer.from(str) 将一个字符串转为 buffer
• Buffer.alloc(size) 创建一个指定大小的 buffer
• Buffer.allocUnsafe(size) 创建一个指定的大小的 buffer，但是可能包含敏感数据
• buf.toString() 将 buffer 里的数据转为字符串

// 创建一个指定大小的buffer
var buf = new Buffer(10) // 10个字节的buffer
// buffer构造函数都是不推荐使用的
var buf2 = Buffer.alloc(10)   // 全都是00
buf2[0] = 88
buf2[1] = 255
buf2[2] = 0xaa
buf2[3] = 556
// 1000101100截取后八位
buf2[10] = 15  // 没改变
// 只要数字在控制台或页面中输出一定是10进制
console.log(buf2[2])
console.log(buf2[2].toString(16))  // 可以这样转为16进制显示

var buf3 = Buffer.allocUnsafe(10)  // 创建一个指定大小的buffer，但是buffer中可能含有敏感数据，不全为00

nodejs 国内网

八、文件系统（File System）

1、简介

文件系统简单来说就是通过 Nodejs 来操作系统中的文件

在 Node 中，与文件系统的交互是非常重要的，服务器的本质就是将本地的文件发送给远程的客户端

Node 通过 fs 模块来和文件系统进行交互

fs 模块提供了一些标准文件访问 API 来打开、读取、写入文件，以及与其交互

要使用文件系统，需要先引入 fs 模块，fs 是核心模块，直接引入不需要下载；要使用 fs 模块，首先需要对其进行加载

const fs = require('fs')

2、同步和异步调用

• fs 模块中所有的操作都有两种形式可供选择，同步（fs.xxx）和异步（fs.xxxSync）
• 同步文件系统会阻塞程序的执行，也就是除非操作完毕，否则不会向下执行代码
• 异步文件系统不会阻塞程序的执行，而是在操作完成时，通过回调函数将结果返回

3、同步、异步文件写入

同步文件的写入

操作步骤：

1. 打开文件
   • fs.openSync(path, flags[, mode])
   • path 要打开文件的路径
   • flags 打开文件要做的操作的类型：r 只读的、w 可写的
   • mode 设置文件的操作权限，一般不传
   • 返回值： 返回一个文件的描述符，可以通过该描述符来对文件进行各种操作

     var fs = require("fs");
     var fd = fs.openSync("hello.txt", "w");
     // console.log(fd)
     

2. 向文件中写入内容
   • fs.writeSync(fd, string[, position[, encoding]])
   • fd 文件的描述符，需要传递要写入的文件的描述符
   • string 要写入的内容
   • position 写入的起始位置
   • encoding 写入的编码，默认 utf-8

     fs.writeSync(fd, "这是写入的内容")
     

3. 保存并关闭文件
   • fs.closeSync(fd)
   • fd 要关闭的文件的描述符

异步文件写入：

1. 打开 fs.open(path, flags[, mode], callback)
   • 用来打开一个文件
   • 异步方法没有返回值，有返回值的都是同步方法。异步调用的方法，结果都是通过回调函数参数返回的。
   • callback 回调函数两个参数(arguments):
     • err 错误对象，如果没有错误则为 null
     • fd 文件的描述符

       var fs = require("fs")
       var f
       fs.open("hello.txt","w",function(err, fd){
         // console.log('回调函数中的代码')  // callback中的代码会在读取完毕之后执行
         if(!err){
           f = fd
         }else{
           console.log(err)
         }
       })
       console.log("open下的代码") // 能比上面的更早执行
       

2. 写入 fs.write(fd, string[, position[, encoding]], callback)
   • 用来异步写入一个文件
3. 关闭 fs.close(fd, callback)
   • 用来关闭文件

     var fs = require("fs")
     fs.open("hello.txt","w",function(err, fd){
     if(!err){
       fs.write(fd, "这是异步写入的内容",function(err)    {
       if(!err){
         console.log('写入成功')
       }
       fs.close(fd, function(err){
         if(!err){
           console.log('文件已关闭')
         }
       })
       })
     }else{
       console.log(err)
     }
     })
     

4、简单文件写入

fs.writeFile(file, data[, options], callback)

• file 要操作的文件的路径
• data 要写入的数据
• options 选项，可以对写入进行一些设置，是一个对象{encoding, mode, flag}
  • encoding: ‘utf8’
  • mode: ‘0o666’
  • flag: ‘w’ 一般用r(只读)、w(可写)、a(追加)
• callback 当写入完成以后执行的函数

  var fs = require('fs')
  // 路径也可以C:/Users/Shinlo/Desktop/hello.txt
  fs.writeFile("C:\\Users\\Shinlon\\Desktop\\hello.txt", "这是通过writeFile写入的内容", {flag: "a"}, function(err){
    if(!err){
      console.log('写入成功')
    }else{
      console.log(err)
    }
  })
  

fs.writeFileSync(file, data[, options])

同步简单写入

5、流式文件写入

同步、异步、简单文件的写入都不适合大文件的写入，性能较差，容易导致内存溢出

流式文件写入：

fs.createWriteStream(path[, options])

• 可以用来创建一个可写流
• path 文件路径
• options 配置的参数

var fs = require("fs")
var ws = fs.createWriteStream("hello.txt")
// 可以通过监听流的open和close事件来监听流的打开和关闭
// ws.on("open", function{  // on绑定一个长期有效的事件
ws.once("open", function{   // once绑定一次性的事件，在触发一次之后事件自动失效
  console.log("流打开了")
})
ws.once("close", function{
  console.log("流关闭了")
})
// 通过ws向文件中输出内容
ws.write("通过可写流写入文件的内容1")
ws.write("通过可写流写入文件的内容2")
ws.write("通过可写流写入文件的内容3")
// 只要流还存在就可以接着写入
// 关闭流
// ws.close()    // 这个在传入的方向断开流，文件没到管子里
ws.end()  // 在传出的这一方断开流，数据已经在管子里了

6、文件的读取

同步文件读取、异步文件读取、简单文件读取

fs.readFile(path[, options], callback)

fs.readFileSync(path[, options])

• path 要读取的文件的路径
• options 读取的选项
• callback 回调函数，通过回调函数将读取到的内容返回
  • err 错误对象
  • data 读取到的数据，会返回一个Buffer

var fs = require("fs")
var path="C:/Users/Shinlon/a.mp3"
fs.readFile("hello.txt", function(err, data) {
  if(!err) {
    console.log(data)  // buffer通用性更高
    // console.log(data.toString())文本可以，其他不行
    fswriteFile("hello.mp3", data, function(err) {
      if(!err) {
        console.log("文件写入成功")
      }
    })
  }
})

流式文件读取

• 流式文件读取也适用于一些比较大的文件，可以分多次将文件读取到内存中
• fs.createReadStream(path[, options])

var fs = require("fs")
// 创建一个可读流
var rs = fs.createReadStream("an.jpg")
// 监听流的开启和关闭
rs.once("open", function() {
  console.log("可读流打开了")
})
rs.once("close", function() {
  console.log("可读流关闭了")
})
// 读取一个可读流中的数据，必须要为可读流绑定一个 data 事件，data 事件绑定完毕，它会自动开始读取数据
rs.on("data", function(data) {
  console.log(data) // 参数就是数据  data.length 最大 65536 字节
})

可读流、可写流复制一个大文件

var fs = require("fs")
var rs = fs.createReadStream("an.jpg")
var ws = fs.createWriteStream("an.jpg")
rs.once("open", function() {
  console.log("可读流打开了")
})
rs.once("close", function() {
  console.log("可读流关闭了")
  // 数据读取完毕，关闭可写流
  ws.end()
})
ws.once("open", function() {
  console.log("可写流打开了")
})
ws.once("close", function() {
  console.log("可写流关闭了")
})
rs.on("data", function(data) {
  ws.write(data)
})

简单的方式

var fs = require("fs")
var rs = fs.createReadStream("an.jpg")
var ws = fs.createWriteStream("an.jpg")
rs.once("open", function() {
  console.log("可读流打开了")
})
rs.once("close", function() {
  console.log("可读流关闭了")
})
ws.once("open", function() {
  console.log("可写流打开了")
})
ws.once("close", function() {
  console.log("可写流关闭了")
})
// pipe()可以将可读流中的内容直接输出到可写流中
rs.pipe(ws)

7、fs 的其他方法

验证路径是否存在

• fs.exists(path, callback)
• fs.exitsSync(path)

var fs = require("fs")
var isExists = fs.exitsSync("a.mp3")
// console.log(isExists)

获取文件信息

• fs.stat(path, callback)获取文件的状态，会返回一个对象，这个对象中保存了当前对象状态的相关信息
• fs.statSync(path)

fs.stat("a.mp3", function(err, stat) {
  console.log(stat)
})

stat 参数的一些属性、方法

• size 大小
• ……

删除文件

• fs.unlink(path, callback)
• fs.unlinkSync(path)

fs.unlinkSync("hello.txt")

列出文件

• fs.readdir(path[, options], callback)读取一个目录的目录结构
• fs.readdirSync(path[, options])
  • files 是一个字符串数组，每一个元素就是一个文件夹或文件的名字

fs.readdir(".", function(err, files) {
  if(!err){
    console.log(files)
  }
})

截断文件

• fs.truncate(path, len, callback) 将文件修改为指定的大小
• fs.truncateSync(path, len)

fs.truncateSync("hello.txt", 3)

建立目录

• fs.mkdir(path[,mode], callback)
• fs.mkdirSync(path[, mode])

fs.mkdirSync("hello")

删除目录

• fs.rmdir(path, callback)
• fs.rmdirSync(path)

fs.rmdirSync("hello")

重命名文件和目录

• fs.rename(oldPath, newPath, callback)
• fs.renameSync(oldPath, newPath)
  • oldPath 旧的路径
  • newPath 新的路径
  • callback 回调函数

fs.rename("a.mp3", "new.mp3", function(err) {
  if(!err){
    console.log("success")
  }
})

监视文件更改写入

• fs.watchFile(filename[, options], listener)
  • filename 要监视的文件的名字
  • options 配置选项
  • listener 回调函数，当文件发生变化时，回调函数会执行
    • curr 当前文件的状态
    • prev 修改前文件的状态
    • 这两个对象都是stats对象

fs.watchFile("hello.txt", function {
  console.log(prev.size)
  console.log(curr.size)
})

时间间隔，配置选项中

fs.watchFile("hello.txt", { interval: 1000 }, function {
  console.log(prev.size)
  console.log(curr.size)
})