Node.js精进（6）——文件

　　文件系统是一种用于向用户提供底层数据访问的机制，同时也是一套实现了数据的存储、分级组织、访问和获取等操作的抽象数据类型。

　　Node.js 中的fs模块就是对文件系统的封装，整合了一套标准 POSIX 文件 I/O 操作的集合，包括文件的读写、删除、遍历、重命名等操作。

　　fs 模块中的所有方法都提供了三种形式：回调、同步和 Promise ，其中 Promise 是在 Node.js 的版本 10 中引入的。

　　本系列所有的示例源码都已上传至Github，点击此处获取。 

一、三种形式

　　在回调形式的方法中，最后一个参数是其回调函数，会异步地调用，其中回调函数的第一个参数始终为异常预留，不过有个例外是 exists() 方法。

　　回调形式不容易书写，很容易就会形成回调地狱。

　　虽然同步形式的方法比较容易书写，但是在执行时会阻止 Node.js 事件循环和阻塞 JavaScript 执行，直到操作完成。

　　Promise 形式的方法会使用底层的 Node.js 线程池，在事件循环线程之外异步地执行文件系统操作。对同一文件执行多个并发修改时必须小心，有可能会损坏数据。

　　以读取文件为例，三种形式的写法如下所示，若不指定编码，那么输出的将是 Buffer 实例。

const fs = require('fs');
// 回调
fs.readFile('./data.txt', 'utf8', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);    // strick
});

// 同步
const data = fs.readFileSync('./data.txt', 'utf8');
console.log(data);    // strick

// Promise
const { promises } = fs;
async function readFilePromise() {
  const data = await promises.readFile('./data.txt', 'utf8');
  console.log(data);    // strick
}
readFilePromise();

二、基础使用

1）判断文件是否存在

　　exists() 方法可用于判断文件是否存在，但在上一小节中曾提到，它已被弃用。

　　这是因为此回调的参数与其他回调不一致。通常，Node.js 回调的第一个参数是 err 参数，然后跟可选的其他参数，但 fs.exists() 回调只有一个布尔参数，如下所示。

fs.exists('./data.txt', isExist => {
  console.log(isExist);
});

　　再则是因为 exists() 方法的功能用 access() 方法也能实现，其内部源码如下所示，其实也是调用了 access() 方法。

function exists(path, callback) {
  maybeCallback(callback);
  // 构造回调函数
  function suppressedCallback(err) {
    callback(err ? false : true);
  }
  try {
    fs.access(path, F_OK, suppressedCallback);
  } catch {
    return callback(false);
  }
}

　　其中 F_OK 是 fs 模块中的一个常量，表示文件是否存在，使用方法如下所示，R_OK 表示是否可读，W_OK 表示是否可写。

const { constants } = require('fs');
const {  F_OK,  R_OK,  W_OK } = constants;

　　注意，在调用 fs.open()、fs.readFile() 或 fs.writeFile() 之前，不能使用 fs.access() 检查文件是否存在。

　　因为这样做会引入竞争条件，其他进程可能会在两次调用之间修改文件状态，造成非预期的结果。

　　遇到这种场景，推荐的做法是直接打开、读取或写入文件，当文件不可用时再做处理。

　　另一种判断文件是否存在的方法是调用 stat()，读取文件属性。

　　它有两个方法 isDirectory() 和 isFile() 可分别判断是否是目录和是否是文件，如下所示。

fs.stat('./data.txt', (err, stats) => {
  console.log(stats.isDirectory());
  console.log(stats.isFile());
});

　　同样要注意的是，它也不能在调用 fs.open()、fs.readFile() 或 fs.writeFile() 之前，检查文件是否存在。

2）方法

　　下面罗列的是 fs 模块的一些方法。

• fs.open()：打开文件，可设置文件模式。
• fs.close()：关闭文件描述符。
• fs.createReadStream()：创建可读的文件流。
• fs.createWriteStream()：创建可写的文件流。
• fs.readFile()：读取文件的内容，相关方法：fs.read()。
• fs.writeFile()：写入文件，相关方法：fs.write()。
• fs.link()：新建指向文件的硬链接。
• fs.unlink()：删除文件或符号链接。
• fs.mkdir()：新建文件夹。
• fs.rmdir()：删除文件夹。
• fs.readdir()：读取目录的内容。
• fs.stat()：读取文件属性，相关方法：fs.fstat()、fs.lstat()。
• fs.access()：检查文件是否存在，以及 Node.js 是否有权限访问。
• fs.rename()：重命名文件或文件夹。
• fs.appendFile()：追加数据到文件，如果文件不存在，则创建文件。
• fs.copyFile()：拷贝文件，可覆盖文件内容。
• fs.chmod()：更改文件（通过传入的文件名指定）的权限，相关方法：fs.lchmod()、fs.fchmod()。
• fs.chown()：更改文件（通过传入的文件名指定）的所有者和群组，相关方法：fs.fchown()、fs.lchown()。
• fs.watchFile()：开始监控文件的更改，相关方法：fs.watch()。
• fs.unwatchFile()：停止监控文件的更改。

3）路径

　　路径处理并不是在 fs 模块，而是在path模块，它的方法包括。

• path.basename()：读取路径的最后一部分。
• path.dirname()：读取路径的目录部分。
• path.extname()：读取路径的文件扩展名。
• path.isAbsolute()：判断是否是绝对路径。
• path.join()：将多个部分合并成一个完整的路径。
• path.normalize()：当包含类似 .、.. 或 // 等相对的说明符时，就尝试计算实际的路径。
• path.parse()：解析成路径对象。
• path.relative()：基于当前目录，返回从第一个路径到第二个路径的相对路径。
• path.resolve()：将相对路径计算成绝对路径。

path.basename('../06/data.txt')    // data.txt
path.dirname('../06/data.txt');    // ../06
path.extname('../06/data.txt');    // .txt
path.isAbsolute('../06/data.txt');     // false
path.join('../', '06', 'data.txt');    // ../06/data.txt
path.normalize('/../06/data.txt');     // /06/data.txt
// { root: '', dir: '../06', base: 'data.txt', ext: '.txt', name: 'data' }
path.parse('../06/data.txt');
path.relative('../', '../06/data.txt');    // 06/data.txt
path.resolve('../06/data.txt');        // /Users/code/web/node/06/data.txt

参考资料：

判断文件存在

深入Node.js源码之文件系统

Node.js官网文档 API文件系统

饿了么File