文件系统：通过异步和同步的方法处理文件

fs模块概述

• fs方法（支持的POSIX文件方法）：

  • fs.rename：改变文件名称
  • fs.truncate：截断或者扩展文件到指定的长度
  • fs.ftruncate：和truncate一样，但将文件描述符作为参数
  • fs.chown：改变文件的所有者以及组
  • fs.fchown：和chown一样，但不将文件描述符作为参数
  • fs.lchown：和chown一样，但不解析符号链接
  • fs.chmod：修改文件权限
  • fs.fchmod：和chomd一样，但将文件描述符作为参数
  • fs.lchomd：和chomd一样，但不解析符号链接
  • fs.state：获取文件状态
  • fs.lstat：和stat一样，但返回信息是关于符号链接而不是它指向的内容
  • fs.fstat：和stat一样，但将文件描述符作为参数
  • fs.link：创建一个硬链接
  • fs.symlink：创建一个软链接
  • fs.realpath：返回规范的绝对路径名
  • fs.readlink：读取一个软链接的值
  • fs.unlink：删除文件
  • fs.rmdir：删除文件目录
  • fs.mkdir：创建文件目录
  • fs.readdir：读取一个文件目录的内容
  • fs.close：关闭一个文件描述符
  • fs.open：打开或者创建一个文件用来读取或者写入
  • fs.utimes：设置文件的读取和修改时间
  • fs.futimes：和utimes一样，但将文件描述符作为参数
  • fs.fsync：同步磁盘中的文件数据
  • fs.write：写入数据到一个文件
  • fs.read：读取一个文件的数据
  • <font color=grey>文件描述符：文件的索引
  • 符号链接：又叫软链接,是一类特殊的文件，这个文件包含了另一个文件的路径名(绝对路径或者相对路径）</font>

• fs操作策略：

  • 流：通过fs.createReadStream和fs.createWriteStream以及pipe连接进行流操作
  • 批量文件操作：通过fs.readFile等方法进行文件的一次性加载到内存或者一次性写入文件，操作后保存在一个buffer对象当中

• 文件监视：

  • fs.watch：
    • 特点：一个更可靠的实现使得文件改变的事件能够总是被执行，一个更快的实现，当事件发生时能够立即通知到Node进程。
    • 监测文件修改，这个方法是通过监听操作系统提供的各种“事件”（内核发布的消息）实现的。（在Mac上行为不正常）
  • fs.watchFile：
    • 在监听一个目录时，许多对文件的更新不会被fs.watchFile监听到。如果你想使用fs.watchFile，那么可以监听单个文件
    • 返回的值中会包含两个fs.Stats对象来表示文件当前和过去的状态
    • 轮询监测（时间参数可调，但是如果监测的文件过多的话内存吃不消）

• 同步的替代方案：

  • 一般在异步方法的后面添加Sync即为该方法的同步方法
  • 同步方法会阻塞你的单线程Node进程直到它结束，所以一般而言同步方法应该在第一次初始化的时候使用，而不能再回调中使用。

• 递归文件

  • 同步递归：

    • 因为是同步方法，可以在处理函数外面用try，catch来获取捕捉异常，非常的方便。

  • 异步递归：

    • 使用计数器来统计所以异步方法是否全部完成。在异步方法开始之前累加计数器，在回调开始之前减去计数器。
    • 使用错误处理句柄来处理异常，用来确保如果有多个错误，但是回调只会执行一次。

    var errored = false;
    
    function error(err) {
        if (!errored) cb(err);
        errored = true;
    }
    

  • 性能分析：

    • 同步的方法比较快，因为同步的方法不会延迟执行，就算相对的异步方法执行很快。当CPU准备妥当时，同步方法会立即执行，会保证你只需要等待必要的I/O完成。但是同步方法在等待运行的期间会阻塞其他事情的发生。

• 文件锁

  • node进行文件咨询锁的思想是创建利用锁文件：

    • 使用独占标记创建锁文件

      • fs模块为所有需要打开文件的方法提供了一个x标记。这告诉操作系统这个文件应该以独占模式打开（O_EXCL）。当使用这个方法时，若这个文件存在，文件不能被打开。

      fs.open('config.lock', 'wx', function(err)) {
          if (err) return console.err(err);
      })
      

    • 使用mkdir创建锁文件

      • 当锁文件在网络磁盘上时独占模式可能不能正常工作，因为一些系统在网络磁盘上并不识别O_EXCL标记。当目录已经存在时mkdir方法会失败。

• 文件数据库

  • 策略是不断的追加记录，在处理的时候不断的覆盖原始记录。

  var fs = require('fs')
  var EventEmitter = require('events').EventEmitter
  
  var Database = function(path) {
      this.path = path
      
      // 数据库key/value映射表
      this._records = Object.create(null);
      this._writeStream = fs.createWriteStream(this.path, {
          encoding: 'utf8',
          flags: 'a'
      })
      
      this._load()
  }
  
  // 继承自EventEmitter，让它有可以监听事件、传递事件的功能
  Database.prototype = Object.create(EventEmitter.prototype)
  
  Database.prototype._load = function() {
      var stream = fs.createReadStream(this.path, { encoding: 'utf8' });
      var database = this;
      
      var data = '';
      // 当输入流准备好时触发
      stream.on('readable', function() {
          data += stream.read();
          // 每一行是一组数据
          var records = data.split('\n');
          // 这里存在一点疑问，书上的解释是获取最后一个可能未完成的记录（但是不是会把它从数组中删除吗？）
          data = records.pop();
          
          for (var i = 0; i < records.length; i++) {
              try {
                  var record = JSON.parse(records[i]);
                  if (record.value == null) {
                      delete database._records[record.key];
                  } else {
                      database._records[record.key] = record.value;
                  }
              } catch(e) {
                  database.emit('error', 'found invalid record:', records[i]);
              }
          }
      });
      
      // 流处理完后发送load事件给消费者
      stream.on('end', function() {
          database.emit('load');
      })
  }