Node-常用API

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总结NodeJS常用的API，重点地方有笔者的释义以及详细说明。关联度高的模块放一起叙述，并有对比说明，比如buffer与fs，stream与http，process与child_process。本文尽量做到兼具实用与API广度，更多详细内容请看Node.JS官网文档。

path

• __filename。全局值，当前文件绝对路径
• __dirname。全局值，当前文件夹绝对路径。等效于path.resolve(__filename, '..')
• path.join([...paths])。相当于把所传入的任意多的参数 按照顺序 进行命令行般的推进

  path.join('a','b','../c/lolo') // a/c/lolo

• path.resolve([...paths])。以当前文件的路径为起点，返回绝对路径。可以理解为每次都是新建cd命令

  path.resolve('/a', '/b') // '/b'
  path.resolve('./a', './b') // '/User/../a/b'

• path.dirname(path(string))。返回指定的路径 所在文件夹的绝对路径
• path.basename(path(string))。返回指定Path路径所在文件的名字
• path.extname(path | string)。获取指定字符串或者文件路径名字的后缀名，带.比如.txt

url

url 模块提供了两套 API 来处理 URL 字符串：一个是Node.js特有的API，是旧版本的遗留；另一个则是实现了WHATWG URL Standard的 API (const {URL} = require('url')方式)，该标准也在各种浏览器中被使用。

旧版url api，新版URL Standard见这：

• url.parse(urlString[, parseQueryString[, slashesDenoteHost]])。把url字符串解析为url对象
• url.format(urlObject)。把url对象解析为字符串
• url.resolve(from, to)。以一种 Web 浏览器解析超链接的方式, 基于一个基础 URL,对目标 URL进行解析。查看其源码实现：

  Url.prototype.resolve = function(relative) {
  return this.resolveObject(urlParse(relative, false, true)).format();
  };

querystring

• querystring.parse。一个URL查询字符串 str 解析成一个键值对的集合。
• querystring.stringify。遍历给定的 obj 对象的自身属性，生成 URL 查询字符串。

Stream

Node中很多数据结构都继承自Stream。Stream在文件系统和http请求中，有非常大的作用。

• 对于文件处理，小文件对于buffer数据结构能很好的解决，直接将文件所有数据加载到内存中；但对于大文件，buffer这种方式不可取，容易打爆内存。最好的方式是像流水一样，将读取的数据实时流入到写入的文件，直到数据全部读完并写入好对应目标文件。举个例子，就像两个水池，待读取的文件是一个装满水的池子，写入的空文件是一个等待蓄满水的空池子。通过Stream API的方式，将两个池子嫁接起来，使得满水的池子可以持续注水到空池子中。而且Stream继承自EmitEvents，过程中会有许多回调事件发出，供开发人员自定义内容。
• 对于http请求处理，最常见的就是通过流去写入内容。

以下对象继承了可读流：

• HTTP responses, on the client
• HTTP requests, on the server
• fs read streams
• child process stdout and stderr
• process.stdin
• zlib streams
• crypto streams
• TCP sockets

Stream类

• stream.Writable
  • write() 写入数据到流
  • end() 表明已没有数据要被写入
  • Events
    • drain。 每个数据块写入成功后回调事件，可能多次触发。
    • pipe。当readableStream.pipe()调用时回调事件
    • finish。 当writeableStream.end()调用并数据读完后回调事件。
    • close
    • error
• stream.Readable
  • pipe(destination:stream.Writable, options) 把可读数据流入可写流中
  • pause() 流暂停。使读取流暂停emit 'data'事件
  • resume() 流重启。重新开始emit 'data'事件
  • unpipe()
  • Events
    • data。每次读取完一段数据块回调事件，可能多次触发。
    • readable。数据读取可用时回调事件。
    • end。 数据全部读取完成回调事件。
    • close
    • error
• stream.Duplex
• stream.Transform

以下举一个完整例子：

const fs = require('fs')

let readStream = fs.createReadStream('./node/snapshot/test1.png')
let writeStream = fs.createWriteStream('./node/snapshot/test1-copy.png')

readStream
    .on('data', (chunk) => {
        // 当读取较大文件时，写入流的速度可能没有读入的速度快
        // 所以这里做了一个处理，没写完暂停读入流
        if (writeStream.write(chunk) === false)
            readStream.pause()
    })
    .on('end', () => writeStream.end())

// 这里配合上面pause，写完了继续读入流
writeStream.on('drain', () => readStream.resume())

// 以上换成管道的方式，只需一行代码：readStream.pipe(writeStream)

http

• http.Server。http.createServer(function(req, res){})返回该类。
  • listen()
• http.ClientRequest。Node作为客户端。http.get()/http.request()返回该类。
  • 可写流。详细参见上章节stream.Writable
  • write(chunk[, encoding][, callback])。stream继承，请求写入数据，一般是POST请求需要。
  • end([data][, encoding][, callback])。stream继承，请求发出。
  • 回调函数res是可读流
• http.ServerResponse。Node作为服务端。服务端res即是该类的实例。
  • 可写流
  • write(chunk[, encoding][, callback])
  • end([data][, encoding][, callback])
  • setHeader(name, value)
  • writeHead(statusCode[, statusMessage][, headers])

// Node作为客户端发送请求
const postData = querystring.stringify({
  'msg': 'Hello World!'
});
const options = {
  hostname: 'www.google.com',
  port: 80,
  path: '/upload',
  method: 'POST',
  headers: {
    'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded',
    'Content-Length': Buffer.byteLength(postData)
  }
};

const req = http.request(options, (res) => {
  // 响应值res作为从目标接口中获取到的值，是个readable.Stream
  res.setEncoding('utf8');
  res.on('data', (chunk) => console.log(`BODY: ${chunk}`));
  res.on('end', () => console.log('No more data in response.'));
});
req.on('error', (e) => {
  console.error(`problem with request: ${e.message}`);
});

// req作为客户端请求，是个writeable.Stream。添加上参数并请求出去
req.write(postData);
req.end();

// Node作为服务端，res(response)参数继承的是writeable.Stream
const http = require('http')

http
    .createServer((req, res) => {
        res.write('hello world')
        res.end()
    })
    .listen(3001)

http.get()与 http.request() 唯一的区别是它设置请求方法为 GET 且自动调用 req.end()

在node是客户端的时候，req是从node这边发起的，是可写流，res是从外边响应的，是可读流。

在node是服务端的时候，req是从客户端发起的，是可读流，res是从node响应的，是可写流。

Buffer^global

在 TCP 流或文件系统操作等场景中处理字节流。Buffer 类是一个全局变量。Buffer 类的实例类似于整数数组，但 Buffer 的大小是固定的、且在 V8 堆外分配物理内存。 Buffer 的大小在创建时确定，且无法改变。

Node.js v6.0.0 之前，Buffer 实例是通过 Buffer 构造函数创建的，它根据参数返回不同的 Buffer。为了使 Buffer 实例的创建更可靠，new Buffer() 构造函数已被废弃，建议使用 Buffer.from()、Buffer.alloc()和 Buffer.allocUnsafe()

• 创建Buffer
  • new Buffer(number/string/array)^Deprecated。推荐使用 Buffer.from(array/string) 和Buffer.alloc(size)代替。
  • Buffer.from(array/string)
  • Buffer.alloc(size)
• Buffer静态方法
  • Buffer.isBuffer(obj)
  • Buffer.byteLength(string)
  • Buffer.concat()
  • Buffer.compare()
• Buffer实例
  • length
  • toString() buffer转为string
  • write(string, offset=0, length, encoding='utf8')。对buffer对象写入string
  • copy()
  • slice()
  • compare()
  • equals()
  • fill()

let buf = new Buffer('hello world') // 初始化之后,实例buf长度无法改变
console.log(buf.length, buf.toString()) // 11, hello world

buf.write('temp')
console.log(buf.length, buf.toString()) // 11, tempo world

buf.write('01234567891234567890')
console.log(buf.length, buf.toString()) // 11, 01234567891

File System

• file文件操作

  • readFile(path[, options], callback)

    • 没有指定 encoding，则返回原始的 buffer

  • writeFile(file, data[, options], callback)

    • 如果文件已存在，则覆盖文件。
    • data支持 string/Buffer/TypedArray/DataView
    • data 是一个 buffer，则忽略 encoding

  • copyFile(src, dest[, flags], callback)

  • rename(oldPath, newPath, callback)。文件重命名

  • write(fd, string[, positinon[, encoding]], callback)。将 string 写入到 fd 指定的文件写文件

  • exists(url, callback(boolean))^Deprecated。查询是否存在，一般用在单纯检查文件而不去操作(open/readFile/writeFile等操作文件不成立时会回调err)文件时。推荐使用fs.stat() or fs.access() 代替该方法。

  • stat(path[, options],callback(err, stat))。查询文件/目录信息

    • stat.isFile 是否一个普通文件
    • stat.isDirectory 是否一个目录
    • stat.ctime 最后一次修改文件的时间

  • createReadStream(path[, options])。 指定路径读取，获得Readable Stream。

  • createWriteStream(path[, options])。创建空的写入流到目标路径，获得Writeable Stream。

• dir目录操作
  • readdir(path[, options], callback)。读目录，获取目录下的所有文件和文件夹名称。
  • rmdir(path, callback)。移除目录

文件操作的path参数，绝对路径和相对路径都支持（相对路径基于process.cwd()）。

const fs = require('fs')
const path = require('path')
let dir = './node/snapshot'
fs.readFile(path.join(dir, 'test1.png'), (err, data) => {
    console.log(Buffer.isBuffer(data)) // true

    fs.writeFile(path.join(dir, 'test1_copy.png'), data, (error) => console.log(error)
})

Process^global

process对象是一个提供当前node进程信息的全局对象，所以该对象不需要require()引入。process同时也是EventEmitter（典型的发布订阅模式案例）的一个实例，所以有.on()等方法。

• process.argv。一个包含命令行参数的数组。第一个元素是’node’，第二个元素是JavaScript文件的文件名。接下来的元素则是附加的命令行参数。

  // process.js
  process.argv.forEach(function(val, index, array) {
  console.log(index + ': ' + val);
  });
  
  // output
  $ node process.js one two=three four
  0: node
  1: /Users/node/process.js
  2: one
  3: two=three
  4: four

• process.env。返回用户设置的环境变量。

  // index.js
  console.log(process.env.NODE_ENV) // production
  
  // output
  $ cross-env NODE_ENV=production node index
  production

• process.cwd()。返回当前进程的工作目录

  和 __dirname 不同, __dirname 返回的是当前文件的所在目录

• process.exit()。退出当前程序。

  当执行exit()方法时，可以使用process.on('exit', callback)作为退出程序前的清理工作。

• process signal Events。当标准POSIX信号被触发(通常是process.kill(signal)或Ctrl+C等操作)，nodejs进程可以通过监听对应信号来进行回调。

  • SIGINT：interrupt，程序终止信号，通常在用户按下CTRL+C时发出，用来通知前台进程终止进程。
  • SIGTERM：terminate，程序结束信号，通常用来要求程序自己正常退出。process.kill()缺省产生这个信号。

child_process

子程序，在node中，child_process这个模块非常重要。熟悉shell脚本的同学，可以用它的异步特性完成很多事情。

异步创建子程序有四种方式，后三种底层都是spawn实现的:

• child_process.spawn(command[, args][, options])
• child_process.exec(command[, options][, callback])
• child_process.execFile(file[, args][, options][, callback])
• child_process.fork(modulePath[, args][, options])

create child_process

• child_process.spawn。Node.js 的父进程与衍生的子进程之间会建立 stdin、stdout 和 stderr 的管道。
  • options.stdio: stdio(标准输入输出) 用来配置子进程和父进程之间的 IO 通道,可以传递一个数组或者字符串。如，['pipe', 'pipe', 'pipe']，分别配置：标准输入、标准输出、标准错误。如果传递字符串，则三者将被配置成一样的值。简要介绍其中三个可以取的值：
    • pipe（默认）：父子进程间建立 pipe 通道，可以通过 stream 的方式来操作 IO
    • inherit：子进程直接使用父进程的 IO(该种情况使用较多,子进程命令中，执行的node文件里使用process对象与主文件中一致)
    • ignore：不建立 pipe 通道，不能 pipe、不能监听 data 事件、IO 全被忽略

const { spawn } = require('child_process');
var ls = spawn('ls', ['-al'],{
    stdio: 'inherit'
});

ls.stdout.on('data', function(data){
    console.log('data from child: ' + data);
});


ls.stderr.on('data', function(data){
    console.log('error from child: ' + data);
});

ls.on('close', function(code){
    console.log('child exists with code: ' + code);
});

• child_process.exec。创建一个shell，然后在shell里执行命令。执行完成后，将stdout、stderr作为参数传入回调方法。exec 比较适合用来执行 shell 命令，然后获取输出。

const { exec } = require('child_process');

exec('ls -al', function(error, stdout, stderr){
    if(error) {
        console.error('error: ' + error);
        return;
    }
    console.log('stdout: ' + stdout);
    console.log('stderr: ' + typeof stderr);
});

• events。child_process支持以下事件：
  • exit。子进程退出。注意其和close的区别，当exit触发时，其stdio流有可能还打开着，可以在此时做一些清理工作。通常情况下，child_process.kill()会触发该事件。
  • close。当子进程关闭时。通常情况下，child_process.kill()也会触发该事件。
  • error。当子进程不能关闭时，关闭它会报error事件。调用kill()可能会触发该事件。
  • message。跟child_process.send方法有关,父子进程间通信。
  • disconnect。跟child_process.disconnect方法有关。

var child_process = require('child_process')

var proc = child_process.spawn('pm2-runtime', ['proxy-server', '--', './dist'], { stdio: 'inherit' })

process.on('SIGTERM', () => proc.kill('SIGTERM'))
process.on('SIGINT', () => proc.kill('SIGINT'))
process.on('SIGBREAK', () => proc.kill('SIGBREAK'))
process.on('SIGHUP', () => proc.kill('SIGHUP'))

proc.on('exit', process.exit)

参考文章

• Nodejs进阶：如何玩转子进程（child_process）