深入聊聊Node中的File模組

在聊天Stream/Buffer 的時候，我們已經開始使用require("fs")引入文件模組做一些操作了

文件模組是對底層文件操作的封裝，例如文件讀寫/打開關閉/刪除添加等等

文件模組最大的特點就是所有的方法都提供的同步和非同步兩個版本，具有sync 後綴的方法都是同步方法，沒有的都是非同步方法

##檔案常識

檔案權限

因為需要對檔案進行操作，所以需要設定對應的權限。 【相關教學推薦：

nodejs影片教學、程式設計教學】

#主要分為三種角色，檔案擁有者、文件所屬群組、其他使用者

檔案權限分為讀取、寫入、執行，分別於數字表示為4/2/1，沒有權限的時候表示為0

如果取消了執行權限指，資料夾內任何檔案都無法訪問，也無法cd 到資料夾

使用Linux 指令

ll能夠查看目錄中檔案/資料夾的權限

第一位d 代表資料夾，- 表示文件，後面就是文件的權限 // TODO: @表示什麼

檔案識別

在Node 中，標識位代表著對檔案的操作方式，可讀/可寫/即可讀又可寫等等，可以進行排列組合

#檔案描述子

在先前的內容中講過，作業系統會為每個開啟的檔案指派一個叫做檔案描述子的數值標識，使用這些數值來追蹤特定的文件。

檔案描述子一般從3開始，0/1/2分別代表標準輸入/標準輸出/錯誤輸出

常用API

一些實作

##過濾專案中適當的檔案

const fs = require("fs");
const path = require("path");
const { promisify } = require("util");
const reg = new RegExp("(.ts[x]*|.js[x]*|.json)$");
const targetPath = path.resolve(__dirname, "../mini-proxy-mobx");

const readDir = (targetPath, callback) => {
    fs.readdir(targetPath, (err, files) => {
        if (err) callback(err);
        files.forEach(async (file) => {
            const filePath = path.resolve(__dirname, `${targetPath}/${file}`);
            const stats = await promisify(fs.stat)(filePath);
            if (stats.isDirectory()) {
                await readDir(filePath);
            } else {
                checkFile(filePath);
            }
        });
    });
};
const checkFile = (file) => {
    if (reg.test(file)) {
        console.log(file);
    }
};

readDir(targetPath, (err) => {
    throw err;
});

檔案拷貝

問題：需要將檔案1中的內容拷貝到檔案2中

檔案API

可以用fs.readFile 把檔案內容讀取完成，再採用fs.writeFile 寫入新的檔案

const fs = require("fs");
const path = require("path");

const sourceFile = path.resolve(__dirname, "../doc/Mobx原理及丐版实现.md");
const targetFile = path.resolve(__dirname, "target.txt");

fs.readFile(sourceFile, (err, data) => {
    if (err) throw err;
    const dataStr = data.toString();
    fs.writeFile(targetFile, dataStr, (err) => {
        if (err) throw err;
        console.log("copy success~");
        process.exit(1);
    });
});

? 這樣是否有問題，我們在Stream 講過，需要一點一點來，否則在大檔案時內存吃不消。

Buffer 使用

使用fs.open 方法開啟文件，取得檔案描述符，再呼叫fs.read/fs.write 方法往特定的位置讀取和寫入一定量的資料

const copyFile = (source, target, size, callback) => {
    const sourceFile = path.resolve(__dirname, source);
    const targetFile = path.resolve(__dirname, target);

    const buf = Buffer.alloc(size);
    let hasRead = 0; // 下次读取文件的位置
    let hasWrite = 0; // 下次写入文件的位置
    fs.open(sourceFile, "r", (err, sourceFd) => {
        if (err) callback(err);
        fs.open(targetFile, "w", (err, targetFd) => {
            if (err) throw callback(err);
            function next() {
                fs.read(sourceFd, buf, 0, size, hasRead, (err, bytesRead) => {
                    if (err) callback(err);
                    hasRead += bytesRead;
                    if (bytesRead) {
                        fs.write(targetFd, buf, 0, size, hasWrite, (err, bytesWrite) => {
                            if (err) callback(err);
                            hasWrite += bytesWrite;
                            next();
                        });
                        return;
                    }
                    fs.close(sourceFd, () => { console.log("关闭源文件"); });
                    fs.close(targetFd, () => { console.log("关闭目标文件"); });
                });
            }
            next();
        });
    });
};

Stream 使用

const fs = require("fs");
const path = require("path");
const readStream = fs.createReadStream(
    path.resolve(__dirname, "../doc/Mobx原理及丐版实现.md")
);
const writeStream = fs.createWriteStream(path.resolve("target.txt"));
readStream.pipe(writeStream);

#檔案上傳

小檔案上傳

// 上传后资源的URL地址
const RESOURCE_URL = `http://localhost:${PORT}`;
// 存储上传文件的目录
const UPLOAD_DIR = path.join(__dirname, "../public");

const storage = multer.diskStorage({
    destination: async function (req, file, cb) {
        // 设置文件的存储目录
        cb(null, UPLOAD_DIR);
    },
    filename: function (req, file, cb) {
        // 设置文件名
        cb(null, `${file.originalname}`);
    },
});

const multerUpload = multer({ storage });

router.post(
    "/uploadSingle",
    async (ctx, next) => {
        try {
            await next();
            ctx.body = {
                code: 1,
                msg: "文件上传成功",
                url: `${RESOURCE_URL}/${ctx.file.originalname}`,
            };
        } catch (error) {
            console.log(error);
            ctx.body = {
                code: 0,
                msg: "文件上传失败",
            };
        }
    },
    multerUpload.single("file")
);

大檔案上傳

#主要步驟

#

1. 前端接收大文件，并进行切片处理
2. 将每份切片进行上传处理
3. 后端接收到所有的切片，存储所有切片到一个文件夹中
4. 将文件夹中的切片做合并，并对切片做删除
5. 再次上传统一文件时，能够快速上传

具体实现

1. 前端切片

   const BIG_FILE_SIZE = 25 * 1024 * 1024;
   const SLICE_FILE_SIZE = 5 * 1024 * 1024;
   
   const uploadFile = async () => {
       if (!fileList?.length) return alert("请选择文件");
       const file = fileList[0];
       const shouldUpload = await verifyUpload(file.name);
       if (!shouldUpload) return message.success("文件已存在，上传成功");
       if (file.size > BIG_FILE_SIZE) {
           // big handle
           getSliceList(file);
       }
       // // normal handle
       // upload("/uploadSingle", file);
   };
   const getSliceList = (file: RcFile) => {
       const sliceList: ISlice[] = [];
       let curSize = 0;
       let index = 0;
       while (curSize < file.size) {
           sliceList.push({
               id: shortid.generate(),
               slice: new File(
                   [file.slice(curSize, (curSize += SLICE_FILE_SIZE))],
                   `${file.name}-${index}`
               ),
               name: file.name,
               sliceName: `${file.name}-${index}`,
               progress: 0,
           });
           index++;
       }
       uploadSlice(sliceList);
       setSliceList(sliceList);
   };

   file 是一种特殊的 Blob 对象，可以使用 slice 进行大文件分割

   

2. 上传切片

   const uploadSlice = async (sliceList: ISlice[]) => {
     const requestList = sliceList
         .map(({ slice, sliceName, name }: ISlice, index: number) => {
             const formData = new FormData();
             formData.append("slice", slice);
             formData.append("sliceName", sliceName);
             formData.append("name", name);
             return { formData, index, sliceName };
         })
         .map(({ formData }: { formData: FormData }, index: number) =>
             request.post("/uploadBig", formData, {
                 onUploadProgress: (progressEvent: AxiosProgressEvent) =>
                     sliceUploadProgress(progressEvent, index),
             })
         );
     await Promise.all(requestList);
   };

   根据切片构建每个切片的 formData，将二进制数据放在 slice 参数中，分别发送请求。

   onUploadProgress 来处理每个切片的上传进度

   // Client
   const storage = multer.diskStorage({
     destination: async function (req, file, cb) {
         const name = file?.originalname.split(".")?.[0];
         const SLICE_DIR = path.join(UPLOAD_DIR, `${name}-slice`);
         if (!fs.existsSync(SLICE_DIR)) {
             await fs.mkdirSync(SLICE_DIR);
         }
         // 设置文件的存储目录
         cb(null, SLICE_DIR);
     },
     filename: async function (req, file, cb) {
         // 设置文件名
         cb(null, `${file?.originalname}`);
     },
   });
   
   // Server
   router.post(
       "/uploadBig",
       async (ctx, next) => {
           try {
               await next();
               const slice = ctx.files.slice[0]; // 切片文件
               ctx.body = {
                   code: 1,
                   msg: "文件上传成功",
                   url: `${RESOURCE_URL}/${slice.originalname}`,
               };
           } catch (error) {
               ctx.body = {
                   code: 0,
                   msg: "文件上传失败",
               };
           }
       },
       multerUpload.fields([{ name: "slice" }])
   );

3. 切片合并

   当我们所有的切片上传成功之后，我们依旧希望是按着原始文件作为保存的，所以需要对切片进行合并操作

   // Client
   const uploadSlice = async (sliceList: ISlice[]) => {
   		// ...和上述 uploadSlice 一致
   		mergeSlice();
   };
   
   const mergeSlice = () => {
       request.post("/mergeSlice", {
           size: SLICE_FILE_SIZE,
           name: fileList[0].name,
       });
   };
   
   // Server
   router.post("/mergeSlice", async (ctx, next) => {
       try {
           await next();
           const { size, name } = ctx.request.body ?? {};
           const sliceName = name.split(".")?.[0];
           const filePath = path.join(UPLOAD_DIR, name);
           const slice_dir = path.join(UPLOAD_DIR, `${sliceName}-slice`);
           await mergeSlice(filePath, slice_dir, size);
           ctx.body = {
               code: 1,
               msg: "文件合并成功",
           };
       } catch (error) {
           ctx.body = {
               code: 0,
               msg: "文件合并失败",
           };
       }
   });
   
   // 通过 stream 来读写数据，将 slice 中数据读取到文件中
   const pipeStream = (path, writeStream) => {
       return new Promise((resolve) => {
           const readStream = fs.createReadStream(path);
           readStream.on("end", () => {
               fs.unlinkSync(path);   // 读取完成之后，删除切片文件
               resolve();
           });
           readStream.pipe(writeStream);
       });
   };
   
   const mergeSlice = async (filePath, sliceDir, size) => {
       if (!fs.existsSync(sliceDir)) {
           throw new Error("当前文件不存在");
       }
       const slices = await fs.readdirSync(sliceDir);
       slices.sort((a, b) => a.split("-")[1] - b.split("-")[1]);
       try {
           const slicesPipe = slices.map((sliceName, index) => {
               return pipeStream(
                   path.resolve(sliceDir, sliceName),
                   fs.createWriteStream(filePath, { start: index * size })
               );
           });
           await Promise.all(slicesPipe);
           await fs.rmdirSync(sliceDir);  // 读取完成之后，删除切片文件夹
       } catch (error) {
           console.log(error);
       }
   };

4. 上传文件校验

   当我们上传一个文件的时候，先去判断在服务器上是否存在该文件，如果存在则直接不做上传操作，否则按上述逻辑进行上传

   // Client
   const verifyUpload = async (name: string) => {
       const res = await request.post("/verify", { name });
       return res?.data?.data;
   };
   
   const uploadFile = async () => {
       if (!fileList?.length) return alert("请选择文件");
       const file = fileList[0];
       const shouldUpload = await verifyUpload(file.name);
       if (!shouldUpload) return message.success("文件已存在，上传成功");
       if (file.size > BIG_FILE_SIZE) {
           // big handle
           getSliceList(file);
       }
       // // normal handle
       // upload("/uploadSingle", file);
   };
   
   // Server
   router.post("/verify", async (ctx, next) => {
       try {
           await next();
           const { name } = ctx.request.body ?? {};
           const filePath = path.resolve(UPLOAD_DIR, name);
           if (fs.existsSync(filePath)) {
               ctx.body = {
                   code: 1,
                   data: false,
               };
           } else {
               ctx.body = {
                   code: 1,
                   data: true,
               };
           }
       } catch (error) {
           ctx.body = {
               code: 0,
               msg: "检测失败",
           };
       }
   });

   上述直接使用文件名来做判断，过于绝对，对文件做了相关修改并不更改名字，就会出现问题。更应该采用的方案是根据文件相关的元数据计算出它的 hash 值来做判断。

   const calculateMD5 = (file: any) => new Promise((resolve, reject) => {
       const chunkSize = SLICE_FILE_SIZE
       const fileReader = new FileReader();
       const spark = new SparkMD5.ArrayBuffer();
       let cursor = 0;
       fileReader.onerror = () => {
           reject(new Error('Error reading file'));
       };
       fileReader.onload = (e: any) => {
           spark.append(e.target.result);
           cursor += e.target.result.byteLength;
           if (cursor < file.size) loadNext();
           else resolve(spark.end());
           
       };
       const loadNext = () => {
           const fileSlice = file.slice(cursor, cursor + chunkSize);
           fileReader.readAsArrayBuffer(fileSlice);
       }
       loadNext();
   });

   本文所有的代码可以github上查看

   总结

   本文从文件常识/常用的文件 API 入手，重点讲解了 Node 中 File 的相关实践，最后使用相关内容实现了大文件上传。

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