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Nodejs 基础

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初识 Nodejs

Node.js®

Node.js® is a JavaScript runtime built on Chrome's V8 JavaScript engine

Node.js® 是一个基于 Chrome V8 引擎 的 JavaScript 运行时环境

  • 基于 Express 框架，可以快速构建 Web 应用
  • 基于 Electron 框架，可以构建跨平台的桌面应用
  • 基于 restify 框架，可以快速构建 API 接口项目
  • 读写和操作数据库、创建实用的命令行工具辅助前端开发、etc…

Buffer 缓冲区

Buffer 缓冲区文档

  • Buffer 的结构与数组类似，操作方法也与数组类似
  • 数组不能存储二进制文件，Buffer 是专门存储二进制数据的
  • Buffer 存储的是二进制数据，显示时以 16 进制的形式显示
  • Buffer 每一个元素范围是 00~ff，即 0~255、00000000~11111111
  • 每一个元素占用一个字节内存
  • Buffer 是对底层内存的直接操作，因此大小一旦确定就不能修改

Buffer 常用方法：

  • Buffer.from(str[, encoding])：将一个字符串转换为 Buffer
  • Buffer.alloc(size)：创建指定大小的 Buffer
  • Buffer.alloUnsafe(size)：创建指定大小的 Buffer，可能包含敏感数据（分配内存时不会清除内存残留的数据）
  • buf.toString()：将 Buffer 数据转为字符串
js
var str = 'Hello前端'

var buf = Buffer.from(str)

// 占用内存的大小，一个汉字3字节 13
console.log(buf.length)
// 字符串的长度 7
console.log(str.length)
// 8进制输出第一个元素 145
console.log(buf[1].toString(8))

//创建一个10个字节的buffer
var buf2 = Buffer.alloc(10)
//通过索引，来操作buf中的元素
buf2[0] = 88
buf2[1] = 255
buf2[2] = 0xaa
buf2[3] = 255

var buf3 = Buffer.allocUnsafe(10)
console.log(buf3)

fs 文件系统模块

  • fs 模块中所有的操作都有两种形式可供选择:同步和异步
  • 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
  • 实际开发很少用同步方式，因此只介绍异步方式

打开模式：

模式说明
r读取文件，文件不存在抛异常
r+读写文件，文件不存在抛异常
rs同步模式下打开文件用于读取
rs+同步模式下打开文件用于读写
w写文件，不存在则创建，存在则覆盖原有内容
wx写文件，文件存在打开失败
w+读写文件，不存在创建，存在截断
wx+读写，存在打开失败
a追加，不存在创建
ax追加，存在失败
a+追加和读取，不存在创建
ax+追加和读取，存在失败

读取文件

简单文件读取

语法格式：

js
fs.readFile(path[, options], callback)
  • path：文件路径
  • options：配置选项，若是字符串则指定编码格式
    • encoding：编码格式
    • flag：打开方式
  • callback：回调函数
    • err：错误信息
    • data：读取的数据，如果未指定编码格式则返回一个 Buffer
js
const fs = require('fs')

fs.readFile('./files/1.txt', 'utf-8', function(err, data) => {
  if(err) {
    return console.log('failed!' + err.message)
  }
  console.log('content:' + data)
})


// 复制文件内容
fs.readFile("C:/Users/笔记.mp3", function(err, data) {
	if(!err) {
		console.log(data);
		// 将data写入到文件中
		fs.writeFile("C:/Users/hello.jpg", data, function(err){
			if(!err){
				console.log("文件写入成功");
			}
		} );
	}
});

流式文件读取

  • 简单文件读取的方式会一次性读取文件内容到内存中，若文件较大，会占用过多内存影响系统性能，且读取速度慢
  • 大文件适合用流式文件读取，它会分多次将文件读取到内存中
js
var fs = require('fs')

// 创建一个可读流
var rs = fs.createReadStream('C:/Users/笔记.mp3')
// 创建一个可写流
var ws = fs.createWriteStream('a.mp3')

// 监听流的开启和关闭
// 这几个监听不是必须的
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~~')
})

//要读取一个可读流中的数据，要为可读流绑定一个data事件，data事件绑定完毕自动开始读取数据
rs.on('data', function (data) {
  console.log(data)
  //将读取到的数据写入到可写流中
  ws.write(data)
})

简便方式：

js
var fs = require('fs')

var rs = fs.createReadStream('C:/Users/lilichao/Desktop/笔记.mp3')
var ws = fs.createWriteStream('b.mp3')

// pipe()可以将可读流中的内容，直接输出到可写流中
rs.pipe(ws)

写入文件

简单文件写入

语法格式：

js
fs.writeFile(file, data[, options], callback)
  • file：文件路径
  • data：写入内容
  • options：配置选项，包含 encoding, mode, flag；若是字符串则指定编码格式
  • callback：回调函数
js
const fs = require('fs')
fs.writeFile('./files/2.txt', 'Hello Nodejs', function (err) {
  if (err) {
    return console.log('failed!' + err.message)
  }
  console.log('success!')
})

fs.writeFile('C:/Users/hello.txt', '通过 writeFile 写入的内容', { flag: 'w' }, function (err) {
  if (!err) {
    console.log('写入成功！')
  } else {
    console.log(err)
  }
})

流式文件写入

js
// 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
var fs = require('fs')

// 创建一个可写流
var ws = fs.createWriteStream('hello3.txt')

ws.once('open', function () {
  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')
ws.write('1')
ws.write('2')
ws.write('3')
ws.write('4')

// 关闭流
ws.end()

路径动态拼接问题 __dirname

  • 在使用 fs 模块操作文件时，如果提供的操作路径是以 ./ 或 ../ 开头的相对路径时，容易出现路径动态拼接错误的问题
  • 原因：代码在运行的时候，会以执行 node 命令时所处的目录，动态拼接出被操作文件的完整路径
  • 解决方案：在使用 fs 模块操作文件时，直接提供完整的路径，从而防止路径动态拼接的问题
  • __dirname 获取文件所处的绝对路径
js
fs.readFile(__dirname + '/files/1.txt', 'utf8', function(err, data) {
  ...
})

其它操作

验证路径是否存在：

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

获取文件信息：

  • fs.stat(path, callback)
  • fs.stat(path)

删除文件：

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

列出文件：

  • fs.readdir(path[,options], callback)
  • fs.readdirSync(path[, options])

截断文件：

  • fs.truncate(path, len, callback)
  • fs.truncateSync(path, len)

建立目录：

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

删除目录：

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

重命名文件和目录：

  • fs.rename(oldPath, newPath, callback)
  • fs.renameSync(oldPath, newPath)

监视文件更改：

  • fs.watchFile(filename[, options], listener)

path 路径模块

path 模块是 Node.js 官方提供的、用来处理路径的模块。它提供了一系列的方法和属性，用来满足用户对路径的处理需求。

路径拼接 path.join()

js
const path = require('path')
const fs = require('fs')

// 注意 ../ 会抵消前面的路径
// ./ 会被忽略
const pathStr = path.join('/a', '/b/c', '../../', './d', 'e')
console.log(pathStr) // \a\d\e

fs.readFile(path.join(__dirname, './files/1.txt'), 'utf8', function (err, dataStr) {
  if (err) {
    return console.log(err.message)
  }
  console.log(dataStr)
})

获取路径中文件名 path.basename()

使用 path.basename() 方法，可以获取路径中的最后一部分，常通过该方法获取路径中的文件名

js
path.basename(path[, ext])
  • path: 文件路径
  • ext: 文件扩展名
js
const path = require('path')

// 定义文件的存放路径
const fpath = '/a/b/c/index.html'

const fullName = path.basename(fpath)
console.log(fullName) // index.html

const nameWithoutExt = path.basename(fpath, '.html')
console.log(nameWithoutExt) // index

获取路径中文件扩展名 path.extname()

js
const path = require('path')

const fpath = '/a/b/c/index.html'

const fext = path.extname(fpath)
console.log(fext) // .html

http 模块

http 模块是 Node.js 官方提供的、用来创建 web 服务器的模块。

创建基本 Web 服务器

js
const http = require('http')

// 创建 web 服务器实例
const server = http.createServer()

// 为服务器实例绑定 request 事件，监听客户端的请求
server.on('request', function (req, res) {
  const url = req.url
  const method = req.method
  const str = `Your request url is ${url}, and request method is ${method}`
  console.log(str)

  // 设置 Content-Type 响应头，解决中文乱码的问题
  res.setHeader('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8')
  // 向客户端响应内容
  res.end(str)
})

server.listen(8080, function () {
  console.log('server running at http://127.0.0.1:8080')
})

实现简陋路由效果

js
const http = require('http')
const server = http.createServer()

server.on('request', (req, res) => {
  const url = req.url
  // 设置默认的响应内容为 404 Not found
  let content = '<h1>404 Not found!</h1>'
  // 判断用户请求的是否为 / 或 /index.html 首页
  // 判断用户请求的是否为 /about.html 关于页面
  if (url === '/' || url === '/index.html') {
    content = '<h1>首页</h1>'
  } else if (url === '/about.html') {
    content = '<h1>关于页面</h1>'
  }

  res.setHeader('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8')
  res.end(content)
})

server.listen(80, () => {
  console.log('server running at http://127.0.0.1')
})

模块化

模块化概念

  • 模块化是指解决一个复杂问题时，自顶向下逐层把系统划分为若干模块的过程，模块是可组合、分解和更换的单元。
  • 模块化可提高代码的复用性和可维护性，实现按需加载。
  • 模块化规范是对代码进行模块化拆分和组合时需要遵守的规则，如使用何种语法格式引用模块和向外暴露成员。

Node.js 中模块的分类

  • 内置模块
  • 自定义模块
  • 第三方模块

Node.js 中的模块作用域

  • 和函数作用域类似，在自定义模块中定义的变量、方法等成员，只能在当前模块内被访问，这种模块级别的访问限制，叫做模块作用域
  • 防止全局变量污染

模块作用域的成员

  • 自定义模块中都有一个 module 对象，存储了和当前模块有关的信息
  • 在自定义模块中，可以使用 module.exports 对象，将模块内的成员共享出去，供外界使用。导入自定义模块时，得到的就是 module.exports 指向的对象。
  • 默认情况下，exports 和 module.exports 指向同一个对象。最终共享的结果，以 module.exports 指向的对象为准。

CommonJS 模块化规范

  • 每个模块内部，module 变量代表当前模块
  • module 变量是一个对象，module.exports 是对外的接口
  • 加载某个模块即加载该模块的 module.exports 属性

模块加载机制

模块第一次加载后会被缓存，即多次调用 require() 不会导致模块的代码被执行多次，提高模块加载效率。

内置模块加载

内置模块加载优先级最高。

自定义模块加载

加载自定义模块时，路径要以 ./ 或 ../ 开头，否则会作为内置模块或第三方模块加载。

导入自定义模块时，若省略文件扩展名，则 Node.js 会按顺序尝试加载文件：

  • 按确切的文件名加载
  • 补全 .js 扩展名加载
  • 补全 .json 扩展名加载
  • 补全 .node 扩展名加载
  • 报错

第三方模块加载

  • 若导入第三方模块， Node.js 会从当前模块的父目录开始，尝试从 /node_modules 文件夹中加载第三方模块。
  • 如果没有找到对应的第三方模块，则移动到再上一层父目录中，进行加载，直到文件系统的根目录。

例如，假设在 C:\Users\bruce\project\foo.js 文件里调用了 require('tools')，则 Node.js 会按以下顺序查找：

  • C:\Users\bruce\project\node_modules\tools
  • C:\Users\bruce\node_modules\tools
  • C:\Users\node_modules\tools
  • C:\node_modules\tools

目录作为模块加载

当把目录作为模块标识符进行加载的时候，有三种加载方式：

  • 在被加载的目录下查找 package.json 的文件，并寻找 main 属性，作为 require() 加载的入口
  • 如果没有 package.json 文件，或者 main 入口不存在或无法解析，则 Node.js 将会试图加载目录下的 index.js 文件。
  • 若失败则报错
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