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  • 深入Nodejs模块fs

    node 的fs文档密密麻麻的 api 非常多,毕竟全面支持对文件系统的操作。文档组织的很好,操作基本分为文件操作、目录操作、文件信息、流这个大方面,编程方式也支持同步、异步和 Promise。

    本文记录了几个文档中没详细描写的问题,可以更好地串联fs文档思路:

    • 文件描述符
    • 同步、异步与 Promise
    • 目录与目录项
    • 文件信息
    • stream

    文件描述符

    文件描述符是一个非负整数。它是一个索引值,操作系统可以根据它来找到对应的文件。

    在 fs 的很多底层 api 中,需要用到文件描述符。在文档中,描述符通常用fd来代表。例如:fs.read(fd, buffer, offset, length, position, callback)。与这个 api 相对应的是:fs.readFile(path[, options], callback)

    因为操作系统对文件描述符的数量有限制,因此在结束文件操作后,别忘记 close:

    const fs = require("fs");
    

    fs.open("./db.json", "r", (err, fd) => {
    if (err) throw err;
    // 文件操作...
    // 完成操作后,关闭文件
    fs.close(fd, err => {
    if (err) throw err;
    });
    });

    同步、异步与 Promise

    所有文件系统的 api 都有同步和异步两种形式。

    同步写法

    不推荐使用同步 api,会阻塞线程

    try {
        const buf = fs.readFileSync("./package.json");
        console.log(buf.toString("utf8"));
    } catch (error) {
        console.log(error.message);
    }
    

    异步写法

    异步写法写起来容易进入回调地狱。

    fs.readFile("./package.json", (err, data) => {
        if (err) throw err;
        console.log(data.toString("utf8"));
    });
    

    (推荐)Promise 写法

    在 node v12 之前,需要自己借助 promise 封装:

    function readFilePromise(path, encoding = "utf8") {
        const promise = new Promise((resolve, reject) => {
            fs.readFile(path, (err, data) => {
                if (err) return reject(err);
                return resolve(data.toString(encoding));
            });
        });
        return promise;
    }
    

    readFilePromise("./package.json").then(res => console.log(res));

    在 node v12 中,引入了 fs Promise api。它们返回 Promise 对象而不是使用回调。 API 可通过 require('fs').promises 访问。如此一来,开发成本更低了。

    const fsPromises = require("fs").promises;
    

    fsPromises
    .readFile("./package.json", {
    encoding: "utf8",
    flag: "r"
    })
    .then(console.log)
    .catch(console.error);

    目录与目录项

    fs.Dir 类:封装了和文件目录相关的操作

    fs.Dirent 类:封装了目录项的相关操作。例如判断设备类型(字符、块、FIFO 等)。

    它们之间的关系,通过代码展示:

    const fsPromises = require("fs").promises;
    

    async function main() {
    const dir = await fsPromises.opendir(".");
    let dirent = null;
    while ((dirent = await dir.read()) !== null) {
    console.log(dirent.name);
    }
    }

    main();

    文件信息

    fs.Stats 类:封装了文件信息相关的操作。它在fs.stat()的回调函数中返回。

    fs.stat("./package.json", (err, stats) => {
        if (err) throw err;
        console.log(stats);
    });
    

    注意,关于检查文件是否存在:

    • 不建议在调用 fs.open()、 fs.readFile() 或 fs.writeFile() 之前使用 fs.stat() 检查文件是否存在。而是应该直接打开、读取或写入文件,如果文件不可用则处理引发的错误
    • 要检查文件是否存在但随后并不对其进行操作,则建议使用 fs.access()。

    ReadStream 与 WriteStream

    在 nodejs 中,stream 是个非常重要的库。很多库的 api 都是基于 stream 来封装的。例如下面要说的 fs 中的 ReadStream 和 WriteStream。

    fs 本身提供了 readFile 和 writeFile,它们好用的代价就是性能有问题,会将内容一次全部载入内存。但是对于几 GB 的大文件,显然会有问题。

    那么针对大文件的解决方案自然是:一点点读出来。这就需要用到 stream 了。以 readStream 为例,代码如下:

    const rs = fs.createReadStream("./package.json");
    let content = "";
    

    rs.on("open", () => {
    console.log("start to read");
    });

    rs.on("data", chunk => {
    content += chunk.toString("utf8");
    });

    rs.on("close", () => {
    console.log("finish read, content is: ", content);
    });

    借助 stream 的 pipe,一行快速封装一个大文件的拷贝函数:

    function copyBigFile(src, target) {
        fs.createReadStream(src).pipe(fs.createWriteStream(target));
    }
    

    参考链接

    最后

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