fs模块（一）

FS

FS 是file system的缩写，fs 模块可以实现与硬盘的交互，例如文件的创建、删除、重命名、移动，还有文件内容的写入、读取，以及文件夹的相关操作。在 Node.js 种，fs 模块提供了异步和同步两种方式操作文件。

基本使用

writeFile

函数定义

fs.writeFile(filename, data[, options], callback)

在编程中，[, options] 这种语法通常用来表示函数或方法的参数是可选的。这种语法在多种编程语言的文档中常见，特别是在描述函数签名时。

方括号 [] 内的参数意味着这个参数不是调用函数时必须提供的，它有一个默认值或者在函数内部被忽略，如果调用者没有显式地提供它。
data[, options] 这种写法时，data 是必需参数。

参数

filename：要写入数据的文件的路径，这是一个必需参数。
data：要写入文件的数据，可以是字符串、Buffer 或者是一个包含这些类型的数组，这也是一个必需参数。
options：这是一个可选参数，可以是一个对象，用于指定编码、文件模式等选项。如果省略，Node.js 会使用默认值。options 对象可以包含以下属性：
- encoding：指定数据的字符编码。如果 data 是 Buffer，则此选项会被忽略。
- mode：设置文件的权限。默认值是 0o666，并且这个值会受到进程的 umask 影响。
- flag：指定文件操作的模式。默认是 'w'，表示写入模式，如果文件存在则覆盖。
callback：这是一个可选的回调函数，当数据写入完成后被调用。回调函数没有参数，或者有一个可能表示写入过程中发生的错误的参数。

示例

异步写入

异步写入不会阻塞其他操作，执行完毕后通过回调函数通知结果。这是在 Node.js 中推荐的做法，因为它避免了阻塞事件循环，尤其是在处理大文件或网络 I/O 时更为重要。

const fs = require('fs');fs.writeFile('./fs.txt', 'Hello, Node.js!','utf8',err=>{if(err) {console.log('写入失败', err);return;}else {console.log('写入成功')}
})

在这个例子中，fs.writeFile()接收四个参数：文件路径、要写入的内容、文件编码（默认为'utf8'，这里显式指定）以及一个回调函数，如果写入过程发生错误，回调函数的第一个参数会接收到错误信息；如果没有错误，则第二个参数会是null，表示写入成功。
展示一个示例，模拟在没有写入权限的情况下尝试异步写入文件，并捕获及打印错误信息。假设我们尝试向一个需要管理员权限才能写入的位置写入文件，这通常会导致权限错误。

const fs = require('fs');// 假设一个需要较高权限才能写入的路径
const restrictedPath = '/user/restricted/path/example.txt';// 要写入的内容
const content = 'Hello, Node.js!';// 使用fs.writeFile()进行异步写入，并捕获可能的错误
fs.writeFile(restrictedPath, content, 'utf8', (err) => {if (err) {// 打印错误信息console.error('写入文件时遇到错误:', err);} else {console.log('文件写入成功');}
});

在这个示例中，如果运行此脚本的用户没有对/user/restricted/path/目录的写入权限，fs.writeFile()将会在回调函数中返回一个错误对象。错误对象通常会包含错误码和描述信息，可以帮助我们识别问题所在。错误输出可能类似于：

写入文件时遇到错误: { Error: EACCES: permission denied, open '/some/restricted/path/example.txt'errno: -13,code: 'EACCES',syscall: 'open',path: '/some/restricted/path/example.txt' }

这个错误信息表明了错误类型为EACCES，即权限被拒绝，同时还提供了其他详细信息如错误号(errno)、发生错误的系统调用(syscall)和相关的文件路径。

同步写入

虽然同步写入在某些特定场景下可能更直观，但请注意它会阻塞其他操作直到完成，这在Node.js中通常不鼓励使用，因为它会影响程序的整体性能和响应性。

const fs = require('fs');// 文件路径
const filePath = 'example.txt';// 要写入的内容
const content = 'Hello, Node.js!';// 使用fs.writeFileSync()方法进行同步写入
try {fs.writeFileSync(filePath, content, 'utf8');console.log('文件写入成功');
} catch (err) {console.error('写入文件时出错:', err);
}

这里，fs.writeFileSync()同样接收文件路径、内容和编码作为参数，但它会立即执行并阻塞后续代码，直到写入完成。如果发生错误，会抛出异常，因此需要使用try...catch语句来捕获并处理错误。

Q:如何理解同步异步？
A：现在用js定时器来简单理解一下同步和异步

// 实际上Node.js没有“同步定时器”的概念，但为了对比，我们构想一个理论上的场景
function synchronousTimer(ms) {// 假设的同步等待ms毫秒// 在这个等待期间，线程会被阻塞，无法执行其他任务// Node.js实际上没有这样的同步定时功能，这里在模拟同步const start = Date.now();while (Date.now() - start < ms) {}console.log("时间到了！");
}console.log("开始计时...");
synchronousTimer(2000); // 理论上如果这是同步的，会阻塞2秒
console.log("计时结束!"); // 这句话只有在“定时器”结束后才会打印

异步定时器, setTimeout和setInterval

console.log("开始计时...");setTimeout(function() {console.log("时间到了！");
}, 2000); // 2秒后执行回调console.log("计时设置完成，但不等待，继续执行...");

在这个Node.js示例中，setTimeout函数安排了一个回调函数在2秒后执行，但是它立即返回，不会阻塞当前执行流程。因此，"计时设置完成，但不等待，继续执行…“这一行代码会立刻打印出来，然后过了2秒后，才会打印"时间到了！”。

异步性： setTimeout的非阻塞性质体现了Node.js的异步处理方式，它允许程序在等待某个事件（这里是时间到达）时继续执行其他任务，而不是原地等待。
事件循环：这种机制依赖于Node.js的事件循环，它会在适当的时候（即设定的时间过去后）将回调函数加入到待处理队列，从而在不阻塞主线程的前提下执行。

appendFile

fs.appendFile是Node.js模块中的一个方法，用于在现有文件的末尾追加内容，如果文件不存在则会创建新文件。这个方法非常适合记录日志或累计数据的场景，因为它不会覆盖原有文件内容。

基本语法：

fs.appendFile(file, data[, options], callback)

参数说明：

flie:必填，一个字符串，表示要写入的文件路径。
data: 必填，要追加到文件的数据。如果是字符串，则会按照options.encoding(默认为utf8)进行编码。
options: 可选，一个对象，可以包含以下属性：
- encoding: 指定写入数据的字符编码，默认utf8
- mode:指定文件权限，默认为0o666且会受到umask的影响。
- flag：指定文件打开方式，默认为a（追加模式）。
callback: 当使用回调风格时必填，一个函数，当操作完成时调用，传递可能的错误作为第一个参数。

A：解释一下mode

mode（文件模式）:在Linux和类Unix系统中，文件模式（或文件权限）是一个用来控制谁可以读、写或执行文件的系统。文件权限通常用八进制数表示，每个数字代表不同的权限级别：
4：可读
2：可写
1：可执行
例如，0o666 表示：
第一个数字 6 代表文件所有者拥有读和写权限（4+2=6）
第二个数字 6 代表与文件所有者同组的用户拥有读和写权限
第三个数字 6 代表其他用户也拥有读和写权限

A ：解释一下umask

umask（用户文件创建掩码）:是一个系统设置，用于决定新创建的文件和目录的默认权限。它是通过从最大权限（通常是 0o777 即所有权限）中减去一个值来工作的。
例如，如果 umask 设置为 0022：
对于文件，最大权限 0o777 减去 umask 的 0022 得到 0o755。这意味着新创建的文件默认权限是所有者有全部权限（读、写、执行），而同组用户和其他用户只有读和执行权限。
对于目录，最大权限 0o777 减去 umask 的 0022 得到 0o755。这意味着新创建的目录默认权限是所有者有全部权限，而同组用户和其他用户只有读和执行权限，但不允许其他人在此目录下创建新文件或目录。

A：解释一下node.js下的mode

fs.appendFile 中的 mode
在Node.js的fs.appendFile函数中，mode参数允许你指定新创建文件的权限，如未指定mode，Node.js将使用默认的0o666。然而，实际的文件权限还会收到进程的umask影响，这意味着最终的文件权限将是0o666减去umask的值。
例如：
umask是0022，那么即使fs.appendFile使用的是默认的0o666模式，实际的文件权限将是0o644（0o666 - 0022），这意味着所有者可以读写权限，但其他用户只读文件。

示例代码：

回调风格

const fs = require('fs');fs.appendFile('example.txt', '这是追加的内容\n', (err) => {if (err) {console.error('追加文件时出错:', err);} else {console.log('内容已成功追加到文件！');}
});

Promise风格

const fs = require('fs').promises;async function appendContentToFile() {try {await fs.appendFile('example.txt', '这是通过Promise追加的内容\n');console.log('内容已成功追加到文件！');} catch (err) {console.error('追加文件时出错:', err);}
}appendContentToFile();

fs.writeFile风格追加内容

const fs = require('fs');fs.writeFile('example.txt', '这是追加内容\n', {flag: 'a'},(err)=> {if (err) {console.error('追加文件时出错:', err);} else {console.log('内容已成功追加到文件！');}
})

createWriteStream

fs.createWriteStream是Node.js中fs模块提供的一个函数，用于创建一个写入流（Writable Stream），可以向文件中写入数据。**程序打开一个文件是需要消耗资源的，流式写入可以减少打开关闭文件的次数，**这个函数非常适合处理需要写入大量数据的任务，从而避免一次性将所有数据加载到内存中。
文件写入在计算机中是一个非常常见的操作，下面的场景都用到了文件写入。

下载文件
安装软件
保存程序日志，如git
编辑器保存文件
视频录制

当需要持久化保存数据的时候，应该相当文件写入。在计算机编程中，“流式”（Stream）是一种数据处理方式，它允许程序以连续的方式读取或写入数据，而不需要一次性将所有数据加载到内存中。

函数定义

fs.createWriteStream(path[, options])

参数

path：要写入数据的文件的路径。可以是绝对路径或相对路径。
options：一个可选对象，包含以下属性：
- flags：文件操作标志。默认值为 'w'，表示写入模式。其他选项包括 'a'（追加模式）等。
- encoding：指定写入数据的字符编码，默认为 'utf8'。
- fd：文件描述符，如果提供了这个值，createWriteStream 将使用这个描述符而不是打开一个新的文件。
- mode：设置文件的权限，默认值是 0o666，并且这个值会受到进程的 umask 影响。
- start：指定文件开始写入的位置。如果文件不存在，将从位置 0 开始写入；如果文件已存在，这个值表示从文件的哪个位置开始写入。

返回值

fs.createWriteStream 返回一个 stream.Writable 类的实例，这个实例是 Node.js 流接口的一部分，提供了写入数据的方法和事件。

流的方法

write(chunk[, endcoding][, callback]):向流中写入数据，chunk是要写入的数据快，encoding是数据的字符编码，callback是写入完成后的回调函数。
end([callback])：结束写入流，如果提供了回调函数，当流关闭时将会被调用。

流的事件

open：当写入流成功打开文件时触发。
close：当写入流关闭时触发。
error：如果在写入过程中发生错误，将触发此事件。
drain：当写入流的缓冲区被清空，可以继续写入数据时触发。
finish：当所有写入操作完成，并且没有更多的写入操作时触发。

示例

// createWriteStream
const fs = require("fs");const ws = fs.createWriteStream('./流式写入.txt');ws.write('从前从前\n');
ws.write('有个人爱你很久\n');ws.end()// 完整参数
const fs = require('fs');
const path = 'output.txt';// 创建一个写入流
const writeStream = fs.createWriteStream(path, {flags: 'a', // 追加模式encoding: 'utf8', // 使用 utf8 编码mode: 0o644, // 设置文件权限
});// 写入数据
writeStream.write('Hello, Node.js!', 'utf8', () => {console.log('数据已写入');
});// 结束写入
writeStream.end(() => {console.log('写入流已关闭');
});

Q:end是必须的吗？
A:不是，但建议写上。
在 Node.js 的流式接口中，end 方法用于结束可写流（Writable Stream）的写入操作。调用 end 方法是可选的，但通常推荐使用它，原因如下：

结束信号：end 方法告诉流，没有更多的数据要写入了。这对于流知道何时关闭或完成其操作是很重要的。
触发 finish 事件：调用 end 方法会触发 finish 事件，你可以监听这个事件来执行一些清理工作或后续操作。

const fs = require("fs");const ws = fs.createWriteStream('./流式写入.txt');// 监听 `finish` 事件
ws.on('finish', () => {console.log('所有数据已写入，写入操作完成。');});ws.write('从前从前\n');
ws.write('有个人爱你很久\n');ws.end();