Node.js 全局对象Buffer对象流

Posted 2021-09-04 YuLong~W

文章目录

• 全局对象
• • 全局属性
  • 全局对象
• Buffer对象
• • Buffer实例对象用法
• 流
• • 可读流
  • 可写流
  • 管道读写操作

全局对象

全局属性

• __filename 指向当前正在执行的脚本文件名
• __dirname 指向当前运行的脚本所在的目录(路径)

全局对象

1、global对象：

表示 Node 所在的全局环境，类似于浏览器中的window对象。所有全局变量都是global对象的属性，如：console、process等。

在浏览器中全局对象是window，在Node中全局对象是global

Node中全局对象下有以下方法，可以在任何地方使用，global可以省略

方法	说明
console.log()	在控制台中输出
setTimeout()	设置超时定时器
clearTimeout()	清除超时时定时器
setInterval()	设置间歇定时器
clearInterval()	清除间歇定时器

2、console对象：

指向Node内置的console模块，提供命令行环境中的标准输入、标准输出功能。通常是写console.log()。

全局console实例对象:

console.log('hello world'); // 打印hello world到标准输出流
console.log('hello %s', 'world');// 打印hello world到标准输出流
console.error(new Error('错误信息')); //打印 [Error: 错误信息] 到标准错误流
const name = 'Robert';
console.warn(`Danger ${name}! Danger!`);// 打印Danger Robert! Danger!到标准错误流

Console类：

const out = getStreamSomehow();
const err = getStreamSomehow();
const myConsole = new console.Console(out, err);
myConsole.log('hello world'); // 打印hello world到out流
myConsole.log('hello %s', 'world'); //打印hello world到out流
myConsole.error(new Error('错误信息')); //打印 [Error: 错误信息] 到 err流
const name = 'Robert';
myConsole.warn(`Danger ${name}! Danger!`); //打印Danger Robert! Danger!到 err流

3、process：进程对象

process对象是 Node 的一个全局对象，提供当前 Node 进程的信息。它可以在脚本的任意位置使用，不必通过require命令加载。该对象部署了EventEmitter接口

process对象属性：

属性	描述
process.argv	返回一个数组，成员是当前进程的所有命令行参数。
process.env	返回一个对象，成员为当前Shell的环境变量。
process.installPrefix	返回一个字符串，表示 Node 安装路径的前缀。
process.pid	返回一个数字，表示当前进程的进程号。
process.platform	返回一个字符串，表示当前的操作系统，比如Linux。
process.title	返回一个字符串，默认值为node，可以自定义该值。
process.version	返回一个字符串，表示当前使用的 Node 版本。

process.stdout：属性返回一个对象，表示标准输出。该对象的write方法等同于console.log，可用在标准输出向用户显示内容

process.stdout.write('Hello World');

process.stdin：返回一个对象，表示标准输入，利用该对象可以从标准输入终端向node程序输入数据

process.stdout.write('请输入数据:')
process.stdin.on('data',(data)=>{
     process.stdout.write("输入的数据是："+data.toString().trim())
     process.exit(0) //结束进程
 })

stderr：指向标准错误

process对象方法：

方法	描述
process.on()	监听事件
process.exit()	退出当前进程
process.chdir()	切换工作目录到指定目录
process.cwd()	返回运行当前脚本的工作目录的路径
process.getgid()	返回当前进程的组ID（数值）
process.getuid()	返回当前进程的用户ID（数值）
process.nextTick()	指定回调函数在当前执行栈的尾部、下一次Event Loop之前执行
process.setgid()	指定当前进程的组，可以使用数字ID，也可以使用字符串ID
process.setuid()	指定当前进程的用户，可以使用数字ID，也可以使用字符串ID

process.on()：

process对象部署了EventEmitter接口，可以使用on方法监听各种事件，并指定回调函数

process支持的事件还有下面这些：

• data事件：数据输出输入时触发
• SIGINT事件：接收到系统信号SIGINT时触发，主要是用户按Ctrl + c时触发。
• SIGTERM事件：系统发出进程终止信号SIGTERM时触发
• exit事件：进程退出前触发

例如：进程退出时，显示一段日志

process.on("exit", code =>
  console.log("exiting with code: " + code))

注意： 此时回调函数只能执行同步操作，不能包含异步操作，因为执行完回调函数，进程就会退出，无法监听到回调函数的操作结果。

Buffer对象

• Buffer对象是专门用于处理二进制数据的对象(接口)，由Node原生创建，可以直接使用不需要导入
• Buffer对象又称为缓冲区对象，它有一个构造函数，由构造函数创建的对象，v8引擎会为其分配一块内存
• Buffer中存放的数据是0~255之间的整数值(即一个字节的数据)

Buffer实例对象用法

1、创建Buffer实例对象：

• (1)使用new运算符

  var 变量 = new Buffer([参数])
  

• (2)使用from函数

  var 变量 = Buffer.from([参数])
  

• (3)使用alloc函数

  var 变量 = Buffer.alloc(size,fill)
  

2、Buffer用于编码转换：

• Buffer实例一般用于表示编码字符的序列，如UTF-8、UCS2、Base64或十六进制编码的数据。

• 在文件操作和网络操作中，如果没有显式声明编码格式，返回数据的默认类型为Buffer。

• 通过使用显式字符编码将Buffer实例与javascript字符串相互转换。

• 在创建Buffer实例时指定存入字符串的字符编码

  const buf = Buffer.from('hello world', 'ascii');
  

• 将Buffer实例转换成字符串的语法：buf.toString([encoding[, start[, end]]])

  const buf = Buffer.from('tést');
  console.log(buf.toString('hex'));// 输出结果: 74c3a97374
  console.log(buf.toString('utf8', 0, 3));//输出结果：té
  

3、Buffer转换为JSON对象：

JSON(JavaScript Object Notation)对象：是前后端数据交换的常用格式，是以 key-value 的方式保存数据，由于体积小、创建方便、解析简单，所以被广泛使用。只要应用程序需要将结构化信息作为文本进行交换或存储，即可使用它

• 使用buf.toJSON()方法将Buffer实例转换为JSON对象，适用于将二进制数据转换为JSON格式

  const buf = Buffer.from([0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5]);
  const json = JSON.stringify(buf);
  console.log(json);  // 输出：{"type":"Buffer","data":[1,2,3,4,5]}
  

4、Buffer实例基本操作：

• (1) 写入Buffer实例：使用 buf.write() 方法将字符串写入Buffer实例
  语法：buf.write(string[, offset[, length]][, encoding])

  const buf = Buffer.alloc(256);
  let len = buf.write('\\u00bd+\\u00bc=\\u00be',0); 
  console.log(`${len}个字节:${buf8.toString('utf8',0,len)}`);
  // 输出: 12 个字节: ½ + ¼ = ¾
  

• (2) 从Buffer实例读取数据：使用 buf.toString() 方法从Buffer实例读取字符串，也可以使用其他专用方法如 buf.readInt8() 从Buffer实例读取其他类型的数据

  const buf = Buffer.from([-1, 5]);
  console.log(buf.readInt8(0));// 输出结果: -1
  console.log(buf.readInt8(1));// 输出结果: 5
  console.log(buf.readInt8(2));// 抛出异常 ERR_OUT_OF_RANGE（超出范围）
  

• (3) Buffer实例合并：使用 Buffer.concat() 方法
  语法： Buffer.concat(list[, totalLength])

• (4) Buffer实例复制：使用 buf.copy() 方法
  语法：buf.copy(target[, targetStart[, sourceStart[, sourceEnd]]])

• (5) Buffer实例切片：使用 buf.slice() 方法
  语法： buf.slice([start[, end]])

流

• 流可以看作是某段时间内从一个点移动到另一个点的数据序列

• Node.js中的流用于管理和处理数据，使用流完成对大量数据的操作以及逐段处理的操作

• 流是Node.js中处理流式数据的抽象接口

• stream模块用于构建实现了流接口的对象 。主要用于开发人员创建新类型的流实例

  const stream = require('stream');
  

流的基本类型：

• 可写流（Writable）
• 可读流（Readable）
• 双工流（Duplex）
• 转换流（Transform）

流的实现类型：

• 普通的流：基于字符串和Buffer（或Uint8Array）工作
• 对象模式的流：使用其他类型的JavaScript值工作

可写流和可读流 都会在内部的缓冲器中存储数据，可缓冲的数据大小取决于传入流构造函数的highWaterMark选项（相当于水位线）。

双工流和转换流 都是可读又可写的，各自维护着两个相互独立的内部缓冲器用于读取和写入。在维护数据流时，读取和写入两端可以各自独立地工作。

可读流

• 可读流是对提供数据的来源的一种抽象。所有可读流都实现了stream.Readable类定义的接口
• 可读流有两种模式：流动（Flowing）和暂停（Paused）

• stream.Readable类定义的主要事件 ：

  • data：当有数据可读时被触发
  • end：没有更多的数据可读时被触发
  • close：当流或其底层资源被关闭时被触发

• stream.Readable类定义的主要方法：

  • readable.read([size])：从内部缓冲区拉取并返回数据
  • readable.pause()：使流动模式的流停止触发data事件，并切换出流动模式
  • readable.setEncoding(encoding)：为从可读流读取的数据设置字符编码

操作示例：

const fs = require('fs')
//以流的方式读取文件
var readStream=fs.createReadStream('d:/demo.txt');
var str='';//保存数据
readStream.on('data',function(chunk){
    str+=chunk;
})
//读取完成
readStream.on('end',function(chunk){
    console.log(str);
})
//读取失败
readStream.on('error',function(err){
    console.log(err);
})

可写流

• 可写流是对数据被写入的目的地的一种抽象
• 所有可写流都实现了 stream.Writable类 定义的接口
• stream.Writable类定义的主要事件 ：
  • close：当流或其底层资源被关闭时被触发
  • error：写入数据发生错误时被触发
  • finish：调用stream.end()方法且缓冲数据都已传给底层系统之后被触发
• stream.Writable类定义的主要方法：
  • writable.write(chunk[, encoding][,callback])：写入数据到流，并在数据被完全处理之后调用回调函数。

操作示例：

const fs = require('fs')
var str = '这首歌真的很好听呢';
// 创建一个可以写入的流，写入到文件output.txt 中
var writerStream = fs.createWriteStream('d:/output.txt');
// 使用 utf8 编码写入数据
writerStream.write(str,'UTF8');
// 标记文件末尾
writerStream.end();
// 处理流事件
writerStream.on('finish', function() {
    console.log('写入完成!');
});
writerStream.on('error', function(err){
    console.log('写入失败');
});

管道读写操作

• 管道操作将从一个流中获取的数据传递到另外一个流中
• 可读流提供的 readable.pipe() 方法在可读流与可写流之间架起桥梁
• 语法：readable.pipe(destination[, options])
• 将可读流的所有数据通过管道推送到文件的示例 ：

  const readable = getReadableStreamSomehow();//创建一个可读流 
  const writable = fs.createWriteStream('d:/file.txt'); // 创建一个可写流 
  readable.pipe(writable); //管道读写操作，将readable 的所有数据都推送到文件file.txt 
  

• 在单个可读流上绑定多个可写流，对流进行 链式管道操作(zip) 的示例：

  const fs = require('fs');
  const r = fs.createReadStream('d:/file.txt');
  const z = zlib.createGzip(); 
  const w = fs.createWriteStream('d:file.txt.gz'); 
  r.pipe(z).pipe(w);// 链式管道操作两个可写流
  

• 默认当来源可读流触发end事件时，目标可写流也会调用 stream.end() 结束写入
• 禁用默认行为，end选项设为false，目标流就会保持打开状态

  reader.pipe(writer, { end: false });
  reader.on('end', () => {
    writer.end('结束');
  });
  

• 可读流发生错误，目标可写流不会自动关闭，需要手动关闭所有流以避免内存泄漏
• readable.unpipe() 方法用于解绑之前使用stream.pipe()方法绑定的可写流