Nodejs二、内置模块-CFANZ编程社区

零、文章目录

Nodejs二、内置模块

1、fs 文件系统模块

（1）fs 文件系统模块是什么

fs 模块是 Node.js 官方提供的、用来操作文件的模块。它提供了一系列的方法和属性，用来满足用户对文件的操作需求。
- fs.readFile() ：用来读取指定文件中的内容
- fs.writeFile() ：用来向指定的文件中写入内容
如果要在 JavaScript 代码中，使用 fs 模块来操作文件，则需要使用如下的方式先导入它：const fs=require('fs')

（2）readFile读取文件中的内容

语法：fs.readFile(path[,options],callback)
path：必选参数，字符串，表示文件的路径。
options：可选参数，表示以什么编码格式来读取文件。
callback：必选参数，文件读取完成后，通过回调函数拿到读取的结果。

// 1. 导入 fs 模块，来操作文件
const fs = require('fs')

// 2. 调用 fs.readFile() 方法读取文件
//    参数1：读取文件的存放路径
//    参数2：读取文件时候采用的编码格式，一般默认指定 utf8
//    参数3：回调函数，拿到读取失败和成功的结果  err  dataStr
fs.readFile('./files/1.txt', 'utf8', function(err, dataStr) {
    // 2.1 打印失败的结果
    // 如果读取成功，则 err 的值为 null
    // 如果读取失败，则 err 的值为 错误对象，dataStr 的值为 undefined
    console.log(err)
    console.log('-------')

    // 2.2 打印成功的结果
    console.log(dataStr)
})

**判断文件是否读取成功：**可以判断 err 对象是否为 null，从而知晓文件读取的结果

const fs = require('fs')

fs.readFile('./files/1.txt', 'utf8', function(err, dataStr) {
    if (err) {
        return console.log('读取文件失败！' + err.message)
    }
    console.log('读取文件成功！' + dataStr)
})

（3）writeFile向文件中写入内容

语法：fs.writeFile(file,data[,options],callback)
- file：必选参数，需要指定一个文件路径的字符串，表示文件的存放路径。
- data：必选参数，表示要写入的内容。
- options：可选参数，表示以什么格式写入文件内容，默认值是 utf8。
- callback：必选参数，文件写入完成后的回调函数。

// 1. 导入 fs 文件系统模块
const fs = require('fs')

// 2. 调用 fs.writeFile() 方法，写入文件的内容
//    参数1：表示文件的存放路径
//    参数2：表示要写入的内容
//    参数3：回调函数
fs.writeFile('./files/3.txt', 'ok123', function(err) {
    // 2.1 如果文件写入成功，则 err 的值等于 null
    // 2.2 如果文件写入失败，则 err 的值等于一个 错误对象
    // console.log(err)

    if (err) {
        return console.log('文件写入失败！' + err.message)
    }
    console.log('文件写入成功！')
})

（4）案例-成绩整理

使用 fs 文件系统模块，将目录下成绩.txt文件中的考试数据，整理到成绩-ok.txt文件中。
整理前，成绩.txt文件中的数据格式如下：

小红=99 小白=100 小黄=70 小黑=66 小绿=88

整理完成之后，希望得到的成绩-ok.txt文件中的数据格式如下：

小红：99
小白：100
小黄：70
小黑：66
小绿：88

核心实现步骤
- 导入需要的 fs 文件系统模块
- 使用 fs.readFile() 方法，读取素材目录下的成绩.txt 文件
- 判断文件是否读取失败
- 文件读取成功后，处理成绩数据
- 将处理完成的成绩数据，调用 fs.writeFile() 方法，写入到新文件成绩-ok.txt 中

// 1. 导入 fs 模块
const fs = require('fs')

// 2. 调用 fs.readFile() 读取文件的内容
fs.readFile('./files/成绩.txt', 'utf8', function(err, dataStr) {
    // 3. 判断是否读取成功
    if (err) {
        return console.log('读取文件失败！' + err.message)
    }
    // console.log('读取文件成功！' + dataStr)

    // 4.1 先把成绩的数据，按照空格进行分割
    const arrOld = dataStr.split(' ')
        // 4.2 循环分割后的数组，对每一项数据，进行字符串的替换操作
    const arrNew = []
    arrOld.forEach(item => {
            arrNew.push(item.replace('=', '：'))
        })
        // 4.3 把新数组中的每一项，进行合并，得到一个新的字符串
    const newStr = arrNew.join('\r\n')

    // 5. 调用 fs.writeFile() 方法，把处理完毕的成绩，写入到新文件中
    fs.writeFile('./files/成绩-ok.txt', newStr, function(err) {
        if (err) {
            return console.log('写入文件失败！' + err.message)
        }
        console.log('成绩写入成功！')
    })
})

（5）路径动态拼接的问题

问题：在使用 fs 模块操作文件时，如果提供的操作路径是以 ./ 或 …/ 开头的相对路径时，很容易出现路径动态拼接错误的问题。
原因：代码在运行的时候，会以执行 node 命令时所处的目录，动态拼接出被操作文件的完整路径。
解决方案：在使用 fs 模块操作文件时，直接提供完整的路径，写死路径也不好，可以使用__dirname表示当前文件所处的目录。

const fs = require('fs')

// 出现路径拼接错误的问题，是因为提供了 ./ 或 ../ 开头的相对路径
// 如果要解决这个问题，可以直接提供一个完整的文件存放路径就行
/* fs.readFile('./files/1.txt', 'utf8', function(err, dataStr) {
  if (err) {
    return console.log('读取文件失败！' + err.message)
  }
  console.log('读取文件成功！' + dataStr)
}) */

// 移植性非常差、不利于维护
/* fs.readFile('C:\\Users\\escook\\Desktop\\Node.js基础\\day1\\code\\files\\1.txt', 'utf8', function(err, dataStr) {
  if (err) {
    return console.log('读取文件失败！' + err.message)
  }
  console.log('读取文件成功！' + dataStr)
}) */

// __dirname 表示当前文件所处的目录
// console.log(__dirname)
fs.readFile(__dirname + '/files/1.txt', 'utf8', function(err, dataStr) {
  if (err) {
    return console.log('读取文件失败！' + err.message)
  }
  console.log('读取文件成功！' + dataStr)
})

2、path 路径模块

（1）path 路径模块是什么

path 模块是 Node.js 官方提供的用来处理路径的模块。它提供了一系列的方法和属性，用来满足用户对路径的处理需求。
- path.join() ：用来将多个路径片段拼接成一个完整的路径字符串
- path.basename() ：用来从路径字符串中，将文件名解析出来
如果要在 JavaScript 代码中，使用 path 模块来处理路径，则需要使用如下的方式先导入它：const path = require('path')

（2）join路径拼接

语法：path.join([...paths])
- …paths :<string> 路径片段的序列
- 返回值: <string>
凡是涉及到路径拼接的操作，都要使用 path.join() 方法进行处理。不要直接使用 + 进行字符串的拼接。

const path = require('path')

// 注意：  ../ 会抵消前面的路径
const pathStr = path.join('/a', '/b/c', '../', './d', 'e')
console.log(pathStr) // \a\b\d\e

const pathStr2 = path.join(__dirname, './files/1.txt')
console.log(pathStr2) //当前文件所处目录\files\1.txt

（3）basename获取文件名

语法：path.basename(path[,ext])
- path ：<string> 必选参数，表示一个路径的字符串
- ext ：<string> 可选参数，表示文件扩展名
- 返回：<string> 表示路径中的最后一部分

const path = require('path')

// 定义文件的存放路径
const fpath = '/a/b/c/index.html'

const fullName = path.basename(fpath)
console.log(fullName) //输出index.html

const nameWithoutExt = path.basename(fpath, '.html')
console.log(nameWithoutExt) //输出index

（4）extname获取文件扩展名

语法：path.extname(path)
- path： <string>必选参数，表示一个路径的字符串
- 返回：<string> 返回得到的扩展名字符串

const path = require('path')

// 这是文件的存放路径
const fpath = '/a/b/c/index.html'

const fext = path.extname(fpath)
console.log(fext)//输出 .html

3、案例-时钟

（1）案例要实现的功能

将目录下的 index.html 页面，拆分成三个文件，分别是：
- index.css
- index.js
- index.html
并且将拆分出来的 3 个文件，存放到 clock 目录中。

（2）案例的实现步骤

创建两个正则表达式，分别用来匹配 <style> 和 <script> 标签
使用 fs 模块，读取需要被处理的 HTML 文件
自定义 resolveCSS 方法，来写入 index.css 样式文件
自定义 resolveJS 方法，来写入 index.js 脚本文件
自定义 resolveHTML 方法，来写入 index.html 文件

（3）注意点

fs.writeFile() 方法只能用来创建文件，不能用来创建路径
重复调用 fs.writeFile() 写入同一个文件，新写入的内容会覆盖之前的旧内容

（4）代码实现

index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>index首页</title>
  <style>
    html,
    body {
      margin: 0;
      padding: 0;
      height: 100%;
      background-image: linear-gradient(to bottom right, red, gold);
    }

    .box {
      width: 400px;
      height: 250px;
      background-color: rgba(255, 255, 255, 0.6);
      border-radius: 6px;
      position: absolute;
      left: 50%;
      top: 40%;
      transform: translate(-50%, -50%);
      box-shadow: 1px 1px 10px #fff;
      text-shadow: 0px 1px 30px white;

      display: flex;
      justify-content: space-around;
      align-items: center;
      font-size: 70px;
      user-select: none;
      padding: 0 20px;

      /* 盒子投影 */
      -webkit-box-reflect: below 0px -webkit-gradient(linear, left top, left bottom, from(transparent), color-stop(0%, transparent), to(rgba(250, 250, 250, .2)));
    }
  </style>
</head>

<body>
  <div class="box">
    <div id="HH">00</div>
    <div>:</div>
    <div id="mm">00</div>
    <div>:</div>
    <div id="ss">00</div>
  </div>

  <script>
    window.onload = function () {
      // 定时器，每隔 1 秒执行 1 次
      setInterval(() => {
        var dt = new Date()
        var HH = dt.getHours()
        var mm = dt.getMinutes()
        var ss = dt.getSeconds()

        // 为页面上的元素赋值
        document.querySelector('#HH').innerHTML = padZero(HH)
        document.querySelector('#mm').innerHTML = padZero(mm)
        document.querySelector('#ss').innerHTML = padZero(ss)
      }, 1000)
    }

    // 补零函数
    function padZero(n) {
      return n > 9 ? n : '0' + n
    }
  </script>
</body>

</html>

js文件

// 1.1 导入 fs 模块
const fs = require('fs')
    // 1.2 导入 path 模块
const path = require('path')

// 1.3 定义正则表达式，分别匹配 <style></style> 和 <script></script> 标签
const regStyle = /<style>[\s\S]*<\/style>/
const regScript = /<script>[\s\S]*<\/script>/

// 2.1 调用 fs.readFile() 方法读取文件
fs.readFile(path.join(__dirname, './files/index.html'), 'utf8', function(err, dataStr) {
    // 2.2 读取 HTML 文件失败
    if (err) return console.log('读取HTML文件失败！' + err.message)
        // 2.3 读取文件成功后，调用对应的三个方法，分别拆解出 css, js, html 文件
    resolveCSS(dataStr)
    resolveJS(dataStr)
    resolveHTML(dataStr)
})

// 3.1 定义处理 css 样式的方法
function resolveCSS(htmlStr) {
    // 3.2 使用正则提取需要的内容
    const r1 = regStyle.exec(htmlStr)
        // 3.3 将提取出来的样式字符串，进行字符串的 replace 替换操作
    const newCSS = r1[0].replace('<style>', '').replace('</style>', '')
        // 3.4 调用 fs.writeFile() 方法，将提取的样式，写入到 clock 目录中 index.css 的文件里面
    fs.writeFile(path.join(__dirname, './clock/index.css'), newCSS, function(err) {
        if (err) return console.log('写入 CSS 样式失败！' + err.message)
        console.log('写入样式文件成功！')
    })
}

// 4.1 定义处理 js 脚本的方法
function resolveJS(htmlStr) {
    // 4.2 通过正则，提取对应的 <script></script> 标签内容
    const r2 = regScript.exec(htmlStr)
        // 4.3 将提取出来的内容，做进一步的处理
    const newJS = r2[0].replace('<script>', '').replace('</script>', '')
        // 4.4 将处理的结果，写入到 clock 目录中的 index.js 文件里面
    fs.writeFile(path.join(__dirname, './clock/index.js'), newJS, function(err) {
        if (err) return console.log('写入 JavaScript 脚本失败！' + err.message)
        console.log('写入 JS 脚本成功！')
    })
}

// 5.1 定义处理 HTML 结构的方法
function resolveHTML(htmlStr) {
    // 5.2 将字符串调用 replace 方法，把内嵌的 style 和 script 标签，替换为外联的 link 和 script 标签
    const newHTML = htmlStr.replace(regStyle, '<link rel="stylesheet" href="./index.css" />').replace(regScript, '<script src="./index.js"></script>')
        // 5.3 写入 index.html 这个文件
    fs.writeFile(path.join(__dirname, './clock/index.html'), newHTML, function(err) {
        if (err) return console.log('写入 HTML 文件失败！' + err.message)
        console.log('写入 HTML 页面成功！')
    })
}

4、http 模块

（1）http 模块是什么

在网络节点中，负责消费资源的电脑，叫做客户端；负责对外提供网络资源的电脑，叫做服务器。
http 模块是 Node.js 官方提供的、用来创建 web 服务器的模块。通过 http 模块提供的 http.createServer() 方法，就能方便的把一台普通的电脑，变成一台 Web 服务器，从而对外提供 Web 资源服务。
如果要希望使用 http 模块创建 Web 服务器，则需要先导入它：const http = require('http')

（2）进一步理解 http 模块的作用

服务器和普通电脑的**区别**在于，服务器上安装了 web 服务器软件，例如：IIS、Apache 等。通过安装这些服务器软件，就能把一台普通的电脑变成一台 web 服务器。
在 Node.js 中，我们不需要使用 IIS、Apache 等这些第三方 web 服务器软件。因为我们可以基于 Node.js 提供的http 模块，通过几行简单的代码，就能轻松的手写一个服务器软件，从而对外提供 web 服务。

（3）服务器相关的概念

网络相关知识请参考网络详解
HTTP相关知识请参考HTTP详解
IP 地址
- IP 地址就是互联网上每台计算机的唯一地址，因此 IP 地址具有唯一性。如果把“个人电脑”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，只有在知道对方 IP 地址的前提下，才能与对应的电脑之间进行数据通信。
- IP 地址的格式：通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d 都是 0~255 之间的十进制整数。例如：用点分十进表示的 IP地址（192.168.1.1）
- 互联网中每台 Web 服务器，都有自己的 IP 地址，例如：大家可以在 Windows 的终端中运行 ping www.baidu.com 命令，即可查看到百度服务器的 IP 地址。
- 在开发期间，自己的电脑既是一台服务器，也是一个客户端，为了方便测试，可以在自己的浏览器中输入 127.0.0.1 这个IP 地址，就能把自己的电脑当做一台服务器进行访问了。
域名和域名服务器
- 尽管 IP 地址能够唯一地标记网络上的计算机，但IP地址是一长串数字，不直观，而且不便于记忆，于是人们又发明了另一套字符型的地址方案，即所谓的域名（Domain Name）地址。
- IP地址和域名是一一对应的关系，这份对应关系存放在一种叫做域名服务器(DNS，Domain name server)的电脑中。使用者只需通过好记的域名访问对应的服务器即可，对应的转换工作由域名服务器实现。因此，域名服务器就是提供 IP 地址和域名之间的转换服务的服务器。
- 在开发测试期间， 127.0.0.1 对应的域名是 localhost，它们都代表我们自己的这台电脑，在使用效果上没有任何区别。
端口号
- 在一台电脑中，可以运行成百上千个 web 服务。每个 web 服务都对应一个唯一的端口号。客户端发送过来的网络请求，通过端口号，可以被准确地交给对应的 web 服务进行处理。
- 每个端口号不能同时被多个 web 服务占用。
- 在实际应用中，URL 中的 80 端口可以被省略。

（4）创建最基本的 web 服务器

创建web 服务器基本步骤
- 导入 http 模块：如果希望在自己的电脑上创建一个 web 服务器，从而对外提供 web 服务，则需要导入 http 模块。
- 创建 web 服务器实例：调用 http.createServer() 方法，即可快速创建一个 web 服务器实例。
- 为服务器实例绑定 request 事件，监听客户端的请求：为服务器实例绑定 request 事件，即可监听客户端发送过来的网络请求
- 启动服务器：调用服务器实例的 .listen() 方法，即可启动当前的 web 服务器实例

// 1. 导入 http 模块
const http = require('http')

// 2. 创建 web 服务器实例
const server = http.createServer()

// 3. 为服务器实例绑定 request 事件，监听客户端的请求
server.on('request', function(req, res) {
    console.log('Someone visit our web server.')
})

// 4. 启动服务器
server.listen(80, function() {
    console.log('server running at http://127.0.0.1')
})

req请求对象
- 只要服务器接收到了客户端的请求，就会调用通过 server.on() 为服务器绑定的 request 事件处理函数。
- 如果想在事件处理函数中，访问与客户端相关的数据或属性，可以访问req请求对象
res响应对象
- 在服务器的 request 事件处理函数中，如果想访问与服务器相关的数据或属性，可以访问res响应对象

const http = require('http')
const server = http.createServer()

// req 是请求对象，包含了与客户端相关的数据和属性
// res 是响应对像，包含了与服务器相关的数据和属性
server.on('request', (req, res) => {
    // req.url 是客户端请求的 URL 地址
    const url = req.url

    // req.method 是客户端请求的 method 类型
    const method = req.method
    const str = `Your request url is ${url}, and request method is ${method}`
    console.log(str)

    // 调用 res.end() 方法，向客户端响应一些内容
    res.end(str)
})
server.listen(80, () => {
    console.log('server running at http://127.0.0.1')
})

解决中文乱码问题
- 当调用 res.end() 方法，向客户端发送中文内容的时候，会出现乱码问题，需要手动设置内容的编码格式

const http = require('http')
const server = http.createServer()

server.on('request', (req, res) => {
    // 定义一个字符串，包含中文的内容
    const str = `您请求的 URL 地址是 ${req.url}，请求的 method 类型为 ${req.method}`

    // 调用 res.setHeader() 方法，设置 Content-Type 响应头，解决中文乱码的问题
    res.setHeader('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8')

    // res.end() 将内容响应给客户端
    res.end(str)
})

server.listen(80, () => {
    console.log('server running at http://127.0.0.1')
})

（5）不同 url 响应不同内容

核心实现步骤
- 获取请求的 url 地址
- 设置默认的响应内容为 404 Not found
- 判断用户请求的是否为 / 或 /index.html 首页
- 判断用户请求的是否为 /about.html 关于页面
- 设置 Content-Type 响应头，防止中文乱码
- 使用 res.end() 把内容响应给客户端

const http = require('http')
const server = http.createServer()

server.on('request', (req, res) => {
    // 1. 获取请求的 url 地址
    const url = req.url

    // 2. 设置默认的响应内容为 404 Not found
    let content = '<h1>404 Not found!</h1>'

    // 3. 判断用户请求的是否为 / 或 /index.html 首页
    // 4. 判断用户请求的是否为 /about.html 关于页面
    if (url === '/' || url === '/index.html') {
        content = '<h1>首页</h1>'
    } else if (url === '/about.html') {
        content = '<h1>关于页面</h1>'
    }
    // 5. 设置 Content-Type 响应头，防止中文乱码
    res.setHeader('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8')

    // 6. 使用 res.end() 把内容响应给客户端
    res.end(content)
})

server.listen(80, () => {
    console.log('server running at http://127.0.0.1')
})

5、案例 - 时钟web服务

（1）核心思路

把文件的实际存放路径，作为每个资源的请求 url 地址。

（2）实现步骤

导入需要的模块
创建基本的 web 服务器
将资源的请求 url 地址映射为文件的存放路径
读取文件内容并响应给客户端
优化资源的请求路径

（3）代码实现

// 1.1 导入 http 模块
const http = require('http')

// 1.2 导入 fs 模块
const fs = require('fs')

// 1.3 导入 path 模块
const path = require('path')

// 2.1 创建 web 服务器
const server = http.createServer()

// 2.2 监听 web 服务器的 request 事件
server.on('request', (req, res) => {
        // 3.1 获取到客户端请求的 URL 地址
        //     /clock/index.html
        //     /clock/index.css
        //     /clock/index.js
        const url = req.url

        // 3.2 把请求的 URL 地址映射为具体文件的存放路径
        // const fpath = path.join(__dirname, url)
        // 5.1 预定义一个空白的文件存放路径
        let fpath = ''
        if (url === '/') {
            fpath = path.join(__dirname, './clock/index.html')
        } else {
            //     /index.html
            //     /index.css
            //     /index.js
            fpath = path.join(__dirname, '/clock', url)
        }

        // 4.1 根据“映射”过来的文件路径读取文件的内容
        fs.readFile(fpath, 'utf8', (err, dataStr) => {
            // 4.2 读取失败，向客户端响应固定的“错误消息”
            if (err) return res.end('404 Not found.')

            // 4.3 读取成功，将读取成功的内容，响应给客户端
            res.end(dataStr)
        })
    })
    // 2.3 启动服务器
server.listen(80, () => {
    console.log('server running at http://127.0.0.1')
})