深入理解Nodejs Global 模块

时间:2020-05-15 Percy 人气:0

浏览器上有自己的全局对象 window，同理， nodejs 下也有自己的全局对象 global，并且在各个模块下都可以直接访问 global 对象。

在 nodejs 中，除了可以直接使用 V8 JavaScript 引擎中所支持的原生 JavaScript 的函数和对象外，它还追加了一些其他的函数和对象（比如：Buffer 对象、require 函数等）。

Buffer 对象：用于处理二进制数据
module 对象：用于访问当前模块的信息
process 对象：用于访问进程信息
console 对象：用于向控制端输出某些信息
6 个计时器相关函数

需要注意的是，可以在不引入模块的情况下直接使用 nodejs 追加的这些函数和对象。

下面将对上面的这些对象和函数的使用进行简单的解释。

Buffer 对象

在 ES6 之前，原生的 JavaScript 并没有专门用来处理二进制数据的机制，所以为了方便地处理二进制数据，nodejs 才引入了 Buffer 对象。

ES6 之后，原生的 JavaScript 引入了 TypedArray，用来处理二进制数据。注意 TypedArray 并不是以一个单一的对象的形式而存在，而是以一系列值的类型为 TypedArray 的对象而存在。在这一系列对象中，Uint8Array 对象和 Buffer 对象最为相似，但是 Buffer 对象更加适用于 nodejs。

Buffer 对象的实例很像一个各个元素都是整数的数组，但是与真正的数组的区别在于它的大小固定的（即在实例创建时决定大小），并且为它分配的内存是原生的，并且存在于 V8 的堆内存外。
在 nodejs 6.0 版本之前，是使用 new Buffer() 语法来创建一个实例，但是因为一些安全问题，以这种形式创建实例的方法被废除了，取而代之的是一些 Buffer 对象的一些静态方法。

创建 Buffer 实例

Buffer.alloc(size[, fill[, encoding]])：返回一个指定大小的 Buffer 实例，如果没有设置 fill，则默认填满 0
Buffer.allocUnsafe(size)：返回一个指定大小的 Buffer 实例，但是它不会被初始化，所以它可能包含敏感的数据
Buffer.allocUnsafeSlow(size)
Buffer.from(array)：返回一个被 array 的值初始化的新的 Buffer 实例（传入的 array 的元素只能是数字，不然就会自动被 0 覆盖）
Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length]])： This creates a view of the ArrayBuffer without copying the underlying memory
Buffer.from(buffer)：复制传入的 Buffer 实例的数据，并返回一个新的 Buffer 实例
Buffer.from(string[, encoding])：返回一个被 string 的值初始化的新的 Buffer 实例

const buf1 = Buffer.alloc(5);
const buf2 = Buffer.allocUnsafe(5);
const buf3 = Buffer.from([1, '2a', 230]);
const buf4 = Buffer.from('abcdggg');
console.log(buf1); // <Buffer 00 00 00 00 00>
console.log(buf2); // <Buffer b8 ed a3 80 58> （这只是一种可能的结果）
console.log(buf3); // <Buffer 01 00 e6>
console.log(buf4); // <Buffer 61 62 63 64 67 67 67>
console.log(buf4.toString()); // abcdggg
buf2.fill(0);
console.log(buf2); // <Buffer 00 00 00 00 00>

上面讲的不太清楚（以后再优化），因为我是初学，TypedArray 都没玩过呢！

但是放心，大腿在这呢 — Node源码解析 – buffer

源码链接： buffer.js

Buffer.byteLength(string[, encoding])： 返回 string 的实际的字节长度（注意不是字符长度）

let str1 = 'a';
let str2 = '小';
let str3 = 'aa';
let str4 = '小a';
console.log(str1.length);    // 1
console.log(Buffer.byteLength(str1)); // 1
console.log(str2.length);    // 1
console.log(Buffer.byteLength(str2)); // 3
console.log(str3.length);    // 2
console.log(Buffer.byteLength(str3)); // 2
console.log(str4.length);    // 2
console.log(Buffer.byteLength(str4)); // 4

上面的汉字小的 UTF-8 码正好占用三个字节（\xE5\xB0\x8F），所以才会有上面的结果。

Buffer.concat(list[, totalLength])： 连接多个 Buffer 实例或 Uint8Array 实例，并返回一个新的 Buffer 实例

const buf1 = Buffer.alloc(10);
const buf2 = Buffer.alloc(14);
const totalLength = buf1.length + buf2.length;
console.log(totalLength); // 24
const buf = Buffer.concat([buf1, buf2], totalLength);
console.log(buf.length); // 24

Buffer.isBuffer(obj)： 判断一个对象是不是 Buffer 实例

Buffer.isEncoding(encoding)： 判断是否支持指定的编码方式

console.log(Buffer.isEncoding('utf8')); // true
console.log(Buffer.isEncoding('utf9')); // false

Buffer.poolSize： 指定预分配的字节数的大小，默认为 8192（即 8 KB）

Buffer.prototype.buffer： 一个指向 ArrayBuffer 的引用

const arrayBuffer = new ArrayBuffer(16);
const buffer = Buffer.from(arrayBuffer);
console.log(buffer.buffer === arrayBuffer); // true

Buffer.prototype.equals(otherBuffer)： 比较两个 Buffer 实例是否拥有完全相同的 bytes

const buf1 = Buffer.from('hello');
const buf2 = Buffer.from('hello');
console.log(buf1.equals(buf2)); // true

用于迭代的方法

Buffer.prototype.entries()
Buffer.prototype.keys()
Buffer.prototype.values()

Buffer.prototype.fill(value[, offset[, end]][, encoding])： 用指定的值填充满 Buffer 实例

const b = Buffer.allocUnsafe(25).fill('abc呵呵');
// 注意下面因为不够容纳全部的汉字字节，所以乱码
console.log(b.toString()); // abc呵呵abc呵呵abc呵�

Buffer.prototype.includes(value[, byteOffset][, encoding])

Buffer.prototype.indexOf(value[, byteOffset][, encoding])

Buffer.prototype.toJSON()： 返回一个 JSON 对象

当 JSON.stringify(buf) 的参数为一个 Buffer 实例时，会隐式地调用上面的方法

const b = Buffer.from('hell')
let json = b.toJSON();
console.log(json); // { type: 'Buffer', data: [ 104, 101, 108, 108 ] }
console.log(JSON.stringify(b)); // {"type":"Buffer","data":[104,101,108,108]}

Buffer.prototype.toString([encoding[, start[, end]]])： 以指定的 encoding 解码 Buffer 实例，返回解码后的字符串

const buf = Buffer.from([104, 101, 108, 108]);
console.log(buf.toString()); // hell
console.log(buf.toString('base64')); // aGVsbA==
console.log(buf.toString('hex')); // 68656c6c

字符串不能被修改，但是 Buffer 实例却可以被修改。

const buf = Buffer.from('abcd');
console.log(buf.toString()); // abcd
buf[1] = 122;
console.log(buf.toString()); // azcd

Buffer.prototype.write(string[, offset[, length]][, encoding])： 将指定字符串写入到 Buffer 中

const buf = Buffer.from('abcdefg');
console.log(buf); // <Buffer 61 62 63 64 65 66 67>
console.log(buf.toString()); // abcdefg
buf.write('和', 1);
console.log(buf); // <Buffer 61 e5 92 8c 65 66 67>
console.log(buf.toString()); // a和efg

好了，还有一堆方法就不一一列出来了，Buffer 就到这里了。

module 对象

在使用 require 函数加载模块文件时，将运行该模块文件中的每一行代码

模块在首次加载后将缓存在内存缓存区中，所以对于相同模块的多次引用得到的都是同一个模块对象，即对于相同模块的多次引用不会引起该模块内代码的多次执行。

在编译的过程中，Node 会对获取的 JavaScript 文件内容进行头尾包装！

// 包装前 module666.js
const PI = 6666;
module.exports = PI;
// 包装后，注意下面不是立即执行函数
(function(exports, require, module, __filename, __dirname) {
 const PI = 6666;
 module.exports = PI;
});

__filename & __dirname

__filename：返回当前模块文件的绝对路径（带文件名）
__dirname：返回当前模块文件所在目录的绝对路径

// 1.js
console.log(__filename); // c:\Users\percy\Desktop\nodejs\1.js
console.log(__dirname); // c:\Users\percy\Desktop\nodejs

Process 对象

process 对象是 nodejs 的一个全局对象，提供当前 nodejs 进程的信息。

属性

process.arch：返回当前处理器的架构
process.env：返回一个包含用户环境变量的对象
process.argv：返回一个数组，数组的第一个元素总是 node 程序的绝对路径，第二个元素是当前执行脚本的绝对路径
process.execPath：返回 node 程序的绝对路径
process.argv0：返回 node 程序的绝对路径
process.pid：返回当前进程的进程号
process.platform：返回当前的系统平台标识符（比如：'darwin', ‘freebsd', ‘linux', ‘sunos' or ‘win32'）
process.version：返回当前 node 的版本号
process.versions：返回一个对象，列出了 nodejs 和其相关依赖的版本号

三个重要的属性

process.stdin：返回一个指向标准输入流的可读流（Readable Stream）
process.stdout：返回一个指向标准输出流的可写流（Writable Stream）
process.stderr：返回一个指向标准错误流的可写流（Writable Stream）

方法

process.cwd()：返回进程当前的工作目录
process.chdir(path)：改变进程当前的工作目录
process.cpuUsage()：返回当前 CPU 的使用情况
process.memoryUsage()：返回当前内存的使用情况
process.uptime()：返回 Node 程序已运行的秒数
process.nextTick(callback[, …args])：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.emitWarning(warning[, options])：触发一个 warning 事件，可以自定义一些警告信息
process.exit([code])：立即结束当前进程，但是会触发 process 的 exit 事件
process.abort()：立即结束当前进程，不会触发 exit 事件

console.log(process.cwd()); // c:\Users\percy\Desktop\nodejs
process.chdir('../');
console.log(process.cwd()); // c:\Users\percy\Desktop

process.emitWarning('Something happened!', {
 code: 'MY_WARNING',
 detail: 'This is some additional information'
});
process.on('warning', (warning) => {
 console.log(warning);
})

process.on('exit', function(code) {
 console.log('exit~', code);
});
process.exit(); // exit~

process 对象还有一些方法没列出来，因为我现在看不懂怎么用，以后补 >_<

Console 对象

这个对象就是用来在控制台下面打印一些信息而已，挑几个有用但没记牢的方法来玩玩。

console.dir(value)： 打印一个对象的详细信息

const buf = Buffer.from('abcdefg');
console.log(buf); // <Buffer 61 62 63 64 65 66 67>
console.dir(buf); // Buffer [ 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103 ]

console.time(label) & console.timeEnd(label)： 用来统计代码执行时间

let label = 'time';
let str = 'hello';
console.time(label);
while (str.length < 999999) {
 str += 'a';
}
console.timeEnd(label); // time: 133.724ms

6 个计时器函数

在浏览器上，就有相应的 4 个计时器函数（setInterval、clearInterval、setTimeout、clearTimeout），只不过它们是 window 全局对象的属性。

在 nodejs 中，除过上面的 4 个计时器，还增加了两个（setImmediate，clearImmediate）。

这六个计时器函数被定义在了全局对象 global 下，即可以直接在代码中进行使用。

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