Node.js躬行記（2）——檔案系統和網路
一、檔案系統
fs模組可與檔案系統進行互動，封裝了常規的POSIX函式。POSIX（Portable Operating System Interface，可移植作業系統介面）是UNIX系統的一個設計標準。fs模組提供了多個操作目錄和檔案的方法，大多會有同步和非同步兩種版本，同步的方法名稱會以Sync為字尾。
1）目錄處理
fs模組的readdir()方法可非同步的讀取目錄內容，回撥函式包含兩個引數，第一個是錯誤物件，第二個是一個包含檔名稱的陣列，對應的同步方法是readdirSync()。在下面的示例中，當前目錄包含兩個檔案，上一級目錄包含一個目錄名稱。
const fs = require('fs');
fs.readdir('./', (err, files) => {
console.log(files); //[ 'demo.txt', 'index.js' ]
});
fs.readdir('../', (err, files) => {
console.log(files); //[ '1' ]
});其它處理目錄的方法還有opendir()、mkdir()等。
2）讀寫檔案
在fs模組中，可使用批量方法readFile()將檔案內容一次性的載入到記憶體中，如下所示。
const fs = require('fs');
fs.readFile('./origin.txt', (err, buf) => {
console.log(buf.toString()); //"hello Node.js"
});
對應的寫入方法是writeFile()，如下所示，檔案路徑、寫入內容和回撥函式是必傳的引數。如果檔案不存在，那麼會自動建立。
fs.writeFile('./target.txt', 'hello Node.js', (err) => {
if (err) throw err;
console.log('檔案已被儲存');
});當檔案很大時，像上面這樣直接讀取會有問題，可以改用流式方法createReadStream()，分批次的讀取檔案，如下所示，每次只讀7個位元組的內容。
const readable = fs.createReadStream('./origin.txt', {highWaterMark: 7});
readable.on("data", (chunk) => {
/*************/
/* "hello N"
/* "ode.js"
/************/
console.log(chunk.toString());
});
通過管道方法pipe()將origin.txt中的內容寫入到target-stream.txt中，如下所示，對於不存在的檔案，也會自動建立。
const writable = fs.createWriteStream('./target-stream.txt');
readable.pipe(writable);
3）檔案描述
fs模組的stat()方法可讀取檔案的描述資訊，如下所示。
fs.stat('./demo.txt', (err, stats) => {
console.log(stats);
});
回撥函式中的stats引數是一個fs.Stats物件，其屬性如下所示。它還包含一些判斷方法，例如isDirectory()、isFile()等。
Stats {
dev: 195650,
mode: 33206,
nlink: 1,
uid: 0,
gid: 0,
rdev: 0,
blksize: undefined,
ino: 36873221949682120,
size: 13,
blocks: undefined,
atimeMs: 1586227933993.0217,
mtimeMs: 1585882949091.0166,
ctimeMs: 1586227933995.0222,
birthtimeMs: 1586227933993.0217,
atime: 2020-04-07T02:52:13.993Z,
mtime: 2020-04-03T03:02:29.091Z,
ctime: 2020-04-07T02:52:13.995Z,
birthtime: 2020-04-07T02:52:13.993Z
}
fs模組還提供了fstat()方法，在功能上與stat()等價，只是fstat()方法的第一個引數是檔案描述符。在POSIX系統中，檔案描述符是一個正整數，它實際上是一個索引值，指向核心為每一個程序所維護的該程序開啟檔案的記錄表。當開啟或建立一個檔案時，就會被分配一個檔案描述符。
在下面的示例中，open()方法的回撥函式中包含一個fd引數（即檔案描述符），搭配fstat()方法就能讀取檔案資訊。
fs.open('./demo.txt', 'r', (err, fd) => {
fs.fstat(fd, (err, stats) => {
console.log(stats);
});
});
4）監控檔案
fs模組提供了兩種方法來監控檔案：watch()和watchFile()，前者能監控檔案或目錄的更改，後者只能監控檔案的更改。
watch()方法的監聽器回撥包含兩個引數，第一個是事件型別（包括rename和change），第二個是觸發事件的檔名稱，如下所示。
fs.watch('./demo.txt', (eventType, filename) => {
console.log(eventType, filename);
});
執行node命令後，每次更改demo.txt檔案，就會在控制檯打印出下面這條語句。
$ node index.js change demo.txt
雖然watch()方法的效能優於watchFile()方法，但是watch()不是一個跨平臺的方法，其表現在各個平臺中並非百分百一致（例如filename引數不能保證提供），而watchFile()是跨平臺的。
5）非同步檔案
fs.promises是Node提供的一組備用的非同步檔案系統方法，它們會返回Promise物件而不是通過回撥來處理結果。例如以Promise的方式使用stat()方法，如下所示。
const fsPromises = require('fs').promises;
fsPromises.stat('./demo.txt').then(stats => {
console.log(stats);
});
二、網路
Node可以處理的網路協議包括HTTP、TCP、HTTPS等，本節將會重點分析HTTP協議。Node中的http模組基於net、stream、events等模組，提供了一系列的網路傳輸的底層API，可建立HTTP伺服器和客戶端，包含重定向、代理、上傳資料等功能。
1）HTTP伺服器
通過http.createServer()方法就能建立HTTP伺服器，其內部會呼叫net.Server()方法，返回一個http.Server例項。當服務被建立後，就能通過server.listen()方法監聽一個埠。
在下面的示例中，監聽的埠是8000，createServer()的回撥函式包含兩個引數：req和res，分別表示HTTP的請求和響應，前者是IncomingMessage類（一個可讀流）的例項，後者是ServerResponse類（一個可寫流）的例項。__dirname是一個全域性變數，儲存著當前檔案所處的路徑。
const http = require('http');
const fs = require('fs');
const server = http.createServer(function (req, res) {
fs.readFile(__dirname + "/index.html", function (err, data) {
if (err) {
res.statusCode = 500;
res.end(String(err));
} else {
res.end(data);
}
});
}).listen(8000);
在回撥函式中，可修改或解析響應報文，例如像上面當發生錯誤時，將狀態碼改成500。在瀏覽器中訪問http://localhost:8000，就能通過end()方法在頁面中輸出index.html的檔案內容。
注意，必須呼叫響應物件的end()方法結束此次響應，如果省略，那麼頁面將會一直處於載入中，阻塞內容渲染。
http.Server包含一組事件，例如connection和request，如下所示。前者會在建立新的TCP流時觸發，後者會在每次請求伺服器時觸發。
server.on("connection", function (socket) {
console.log(connection");
});
server.on("request", function (req, res) {
console.log('request');
});
2）重定向
3XX格式的狀態碼用於重定向，例如在Node中實現302跳轉，如下所示。
http.createServer(function (req, res) {
if(req.url == '/strick') {
res.writeHead(302, {'Location': 'http://www.pwstrick.com'});
}
res.end();
}).listen(8000);
當瀏覽器訪問http://localhost:8000/strick時，才會執行重定向。writeHead()方法可一次性設定響應的狀態碼和所有的首部。如果只想設定單個響應首部，可以使用setHeader()方法。
3）上傳資料
在實際的業務開發中，免不了上傳資料的需求，例如表單提交、影象上傳等。下面是一張form表單，包含一個文字框和一個提交按鈕。
<form action="http://localhost:8000" method="post"> <input type="text" name="name" /> <button type="submit">提交</button> </form>
點選提交按鈕，會將整張表單提交到HTTP伺服器（程式碼如下所示），假設文字框中輸入的內容為“咖啡機strick”。
const http = require('http');
const querystring = require('querystring');
const server = http.createServer(function (req, res) {
//宣告Content-Type響應首部，以免中文亂碼
res.setHeader("Content-Type", "application/json; charset=utf-8");
const arr = [];
req.on("data", chunk => {
arr.push(chunk);
});
req.on("end", () => {
const buf = Buffer.concat(arr); //拼接Buffer資料
const params = querystring.decode(buf.toString());
console.log(params.name); //"咖啡機strick"
res.write(JSON.stringify(params)); //響應資料
res.end();
});
}).listen(8000);
在data事件中接收資料並新增到arr陣列中，然後在end事件中由Buffer.concat()方法拼接Buffer資料。querystring模組的decode()方法可將查詢字串解析成一個物件。write()方法會將響應資料傳送給客戶端。
4）客戶端服務
http模組提供了request()方法，可讓客戶端向伺服器發起請求。在下面的示例中，postData變數是要傳送的資料，options變數是各種配置引數，包括請求首部的資訊。
const http = require('http');
const querystring = require('querystring');
const postData = querystring.stringify({
'name': '咖啡機strick'
});
const options = {
hostname: 'localhost',
port: 8000,
path: '/',
method: 'POST',
headers: {
'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded',
'Content-Length': Buffer.byteLength(postData)
}
};
const req = http.request(options, (res) => {
const code = res.statusCode; //狀態碼
const headers = JSON.stringify(res.headers); //響應首部
res.setEncoding('utf8'); //為可讀流設定字元編碼
res.on('data', (chunk) => {
console.log(chunk); //響應資料
});
res.on('end', () => {
console.log('響應中已無資料');
});
});
req.write(postData);
req.end();
注意，在請求最後需要呼叫end()方法，結束本次請求。Node還提供了一個基於request()的便捷方法：get()，它會自動呼叫req.end()方法，並且請求方法是GET。
5）代理
代理是一種特殊的網路服務，允許一個客戶端通過這個服務與目標伺服器進行間接的連線，也就是在它們之間建立了一層中轉，可用來過濾廣告、控制內部資源的訪問許可權、保障終端的隱私或安全等。
http模組可搭建出一個簡易的HTTP代理伺服器，下面示例引用自《Node.js硬實戰》技巧52一節。
const http = require('http');
const url = require('url');
http.createServer(function (req, res) {
const options = url.parse(req.url); //一個URL物件
options.headers = req.headers;
req.on('data', chunk => { //將請求的原始資料傳送給代理
proxyRequest.write(chunk);
});
req.on('end', chunk => { //完成原始請求
proxyRequest.end();
});
//複製原始請求
const proxyRequest = http.request(options, proxyResponse => {
proxyResponse.on('data', chunk => { //將響應的原始資料傳送給客戶端
res.write(chunk);
});
proxyResponse.on('end', chunk => { //完成代理請求
res.end();
});
//將響應報文傳送給客戶端
res.writeHead(proxyResponse.statusCode, proxyResponse.headers);
});
}).listen(8000);
url模組的parse()方法能將字串轉換成一個URL物件。在繫結請求物件的data事件後，就能將客戶端的請求資料傳送給代理。通過http.request()方法發起一次代理請求，並將伺服器的響應資料傳送給客戶端。
&n