文件读取

Node.js 提供了多种读取文件的 API

fs.readFile

fs.readFile(path[, options], callback) 是最常用的读取文件方法，用于异步读取文件的全部内容

const fs = require('fs');
fs.readFile('./test.txt', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log(data);
});

回调会传入两个参数 (err, data)，其中 data 是文件的内容，如果 options 是字符串，则它指定字符编码：

fs.readFile('./test.txt', 'utf8', callback);

options 可以设置为对象

fs.readFile('./test.txt', { encoding: 'utf8', flag: 'r' }, callback);

fs.open、fs.read、fs.close

fs.readFile 使用相当简单，在大部分读取小文件的时候我们都应该使用这个方法，但 fs.readFile() 会把文件全部内容读取，如果想精确读取部分文件内容，Node.js 也提供了类似 C 语言 fopen、fgetc、fclose 的操作

在 Node.js 中读取一个文件同样有三步

1. fs.open()：分配（打开）文件描述符
2. fs.read()：读取文件内容
3. fs.close()：关闭文件描述符

在 POSIX 每个打开的文件系统都分配了一个称为文件描述符的数字。 文件系统操作使用文件描述符来标识和跟踪每个特定的文件。一旦被分配，则文件描述符可用于从文件读取数据、向文件写入数据、或请求关于文件的信息 buffer 相关知识需要先行查看 > Buffer 章节

fs.open(path[, flags[, mode]], callback)

通过 fs.open 方法可以打开一个文件，获取分配到的文件描述符，方法参数含义：

• path 文件路径（实际还能是 Buffer、URL）
• flags 文件标志位，默认值 r（read 缩写），标识文件用于读取
• mode 文件模式，默认值 0o666 （rw-）可读写
• callback
  • err
  • fd 分配到的文件描述符 （file description）

    fs.read(fd, [options,] callback)

fs.read 用于从文件描述符中读取数据，方法参数含义：

• fd 文件描述符
• options 可选项，不设置使用下述默认值
  • buffer：数据（从 fd 读取）将被写入的缓冲区，默认会申请一个新的缓冲区 Buffer.alloc(16384)
  • offset：buffer 开始写入的偏移量，默认值为 0
  • length：需要读取的字节数，默认使用 buffer.length
  • position：从文件中开始读取数据的位置；如果 position 为 null，则从当前文件位置读取，并重置文件位置到上次位置；如果 position 是整数，则文件位置会被保持。默认值为 null
• callback
  • err
  • bytesRead
  • buffer

fs.read 还有一个需要把参数写全的重载 fs.read(fd, buffer, offset, length, position, callback)

fs.close(fs, callback)

fs.close 用于关闭文件描述符，大多数操作系统都会限制同时打开的文件描述符数量，因此当操作完成时关闭描述符非常重要。 如果不这样做将导致内存泄漏，最终导致应用程序崩溃

demo

test.txt

0123456789
abcdefghigklmnopqrstuvwxyz
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

const fs = require('fs');
const promisify = require('util').promisify;
const open = promisify(fs.open);
const read = promisify(fs.read);
const close = promisify(fs.close);
async function test() {
  const fd = await open('./test.txt');
  const readOptions = {
    // buffer: Buffer.alloc(26), 异步调用默认可以不设置，如果希望读取的字节写入指定的缓冲区可以指定
    position: 11, // 从第 11 个字节开始读取，读取后文件位置被重置
    length: 26, // 读取 26 个字节
  };
  const { bytesRead: bytesRead1, buffer: buf1  } = await read(fd, readOptions);
  console.log(`第一次读取字节数: ${bytesRead1}`);
  console.log(`第一次读取数据内容: ${buf1.toString()}`);
  // 不指定 position，文件位置每次读取后会保持
  const { bytesRead: bytesRead2, buffer: buf2 } = await read(fd, { length: 1 });
  console.log(`第二次从文件重置后位置读取 ${bytesRead2} 字节内容: ${buf2.toString()}`);
  const { bytesRead: bytesRead3, buffer: buf3 } = await read(fd, { length: 1 });
  console.log(`第三次从文件当前位置读取 ${bytesRead3} 字节内容: ${buf3.toString()}`);
  await close(fd);
  console.log(`文件描述符 ${fd} 已关闭`);
}
test();

第一次读取字节数: 26
第一次读取数据内容: abcdefghigklmnopqrstuvwxyz
第二次从文件重置后位置读取 1 字节内容: 0
第三次从文件当前位置读取 1 字节内容: 1
文件描述符 20 已关闭

• 程序第一次从第 11 个字节开始读取 test.txt 内容，一共读取 26 个字节
• 第一次读取设置了 position 属性，读取完成后文件指针位置被重置为 0
• 第二次读取没有设置 position 读取一个字节后，文件位置停留在 1
• 第三次读取直接从文件位置 1 开始读取

除非希望精确控制，否则不要使用这种方式读取文件，手工控制缓冲区、文件位置指针很容易出现各种意外状况

fs.createReadStream

对于大文件读取一般使用流的方式，关于流的简单原理在后面章节有专门介绍，本章介绍一下使用 fs 创建可读文件流
fs.createReadStream(path[, options])

1. path
2. options（比较常用的有）
   • fd: 如果指定了 fd，则 ReadStream 会忽略 path 参数，使用指定的文件描述符（不会再次触发 open 事件）
   • autoClose: 默认值: true，文件读取完成或者出现异常时是否自动关闭文件描述符
   • start: 开始读取位置
   • end: 结束读取位置
   • highWaterMark: 默认值: 64 * 1024，普通可读流一般是 16k

流的各个状态会有对应的事件抛出，还是读取上文用过的 test.txt 文件

const fs = require('fs');
const rs = fs.createReadStream('./test.txt', { start: 11, end: 36 });
rs.on('open', fd => {
  console.log(`文件描述符 ${fd} 已分配`);
});
rs.on('ready', () => {
  console.log('文件已准备好');
});
rs.on('data', chunk => {
  console.log('读取文件数据:', chunk.toString());
});
rs.on('end', () => {
  console.log('文件读取完成');
});
rs.on('close', () => {
  console.log('文件已关闭');
});
rs.on('error', (err) => {
  console.log('文件读取发生发生异常:', err.stack);
});

文件描述符 20 已分配
文件已准备好
读取文件数据: abcdefghigklmnopqrstuvwxyz
文件读取完成
文件已关闭

可读流详细操作参考：可读流 https://www.yuque.com/sunluyong/node/readable