我们先大致看看NodeJS提供了哪些和文件操作有关的API。这里并不逐一介绍每个API的使用方法，官方文档已经做得很好了。
## Buffer（数据块）
> **官方文档： **[](http://nodejs.org/api/buffer.html)[http://nodejs.org/api/buffer.html](http://nodejs.org/api/buffer.html)
JS语言自身只有字符串数据类型，没有二进制数据类型，因此NodeJS提供了一个与`String`对等的全局构造函数`Buffer`来提供对二进制数据的操作。除了可以读取文件得到`Buffer`的实例外，还能够直接构造，例如：
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var bin = new Buffer([ 0x68, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f ]);
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`Buffer`与字符串类似，除了可以用`.length`属性得到字节长度外，还可以用`[index]`方式读取指定位置的字节，例如：
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bin[0]; // => 0x68;
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`Buffer`与字符串能够互相转化，例如可以使用指定编码将二进制数据转化为字符串：
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var str = bin.toString('utf-8'); // => "hello"
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或者反过来，将字符串转换为指定编码下的二进制数据：
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var bin = new Buffer('hello', 'utf-8'); // => <Buffer 68 65 6c 6c 6f>
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`Buffer`与字符串有一个重要区别。字符串是只读的，并且对字符串的任何修改得到的都是一个新字符串，原字符串保持不变。至于`Buffer`，更像是可以做指针操作的C语言数组。例如，可以用`[index]`方式直接修改某个位置的字节。
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bin[0] = 0x48;
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而`.slice`方法也不是返回一个新的`Buffer`，而更像是返回了指向原`Buffer`中间的某个位置的指针，如下所示。
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[ 0x68, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f ]
^ ^
| |
bin bin.slice(2)
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因此对`.slice`方法返回的`Buffer`的修改会作用于原`Buffer`，例如：
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var bin = new Buffer([ 0x68, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f ]);
var sub = bin.slice(2);
sub[0] = 0x65;
console.log(bin); // => <Buffer 68 65 65 6c 6f>
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也因此，如果想要拷贝一份`Buffer`，得首先创建一个新的`Buffer`，并通过`.copy`方法把原`Buffer`中的数据复制过去。这个类似于申请一块新的内存，并把已有内存中的数据复制过去。以下是一个例子。
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var bin = new Buffer([ 0x68, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f ]);
var dup = new Buffer(bin.length);
bin.copy(dup);
dup[0] = 0x48;
console.log(bin); // => <Buffer 68 65 6c 6c 6f>
console.log(dup); // => <Buffer 48 65 65 6c 6f>
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总之，`Buffer`将JS的数据处理能力从字符串扩展到了任意二进制数据。
## Stream（数据流）
> **官方文档： **[](http://nodejs.org/api/stream.html)[http://nodejs.org/api/stream.html](http://nodejs.org/api/stream.html)
当内存中无法一次装下需要处理的数据时，或者一边读取一边处理更加高效时，我们就需要用到数据流。NodeJS中通过各种`Stream`来提供对数据流的操作。
以上边的大文件拷贝程序为例，我们可以为数据来源创建一个只读数据流，示例如下：
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var rs = fs.createReadStream(pathname);
rs.on('data', function (chunk) {
doSomething(chunk);
});
rs.on('end', function () {
cleanUp();
});
~~~
> **豆知识：** `Stream`基于事件机制工作，所有`Stream`的实例都继承于NodeJS提供的[EventEmitter](http://nodejs.org/api/events.html)。
上边的代码中`data`事件会源源不断地被触发，不管`doSomething`函数是否处理得过来。代码可以继续做如下改造，以解决这个问题。
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var rs = fs.createReadStream(src);
rs.on('data', function (chunk) {
rs.pause();
doSomething(chunk, function () {
rs.resume();
});
});
rs.on('end', function () {
cleanUp();
});
~~~
以上代码给`doSomething`函数加上了回调，因此我们可以在处理数据前暂停数据读取，并在处理数据后继续读取数据。
此外，我们也可以为数据目标创建一个只写数据流，示例如下：
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var rs = fs.createReadStream(src);
var ws = fs.createWriteStream(dst);
rs.on('data', function (chunk) {
ws.write(chunk);
});
rs.on('end', function () {
ws.end();
});
~~~
我们把`doSomething`换成了往只写数据流里写入数据后，以上代码看起来就像是一个文件拷贝程序了。但是以上代码存在上边提到的问题，如果写入速度跟不上读取速度的话，只写数据流内部的缓存会爆仓。我们可以根据`.write`方法的返回值来判断传入的数据是写入目标了，还是临时放在了缓存了，并根据`drain`事件来判断什么时候只写数据流已经将缓存中的数据写入目标，可以传入下一个待写数据了。因此代码可以改造如下：
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var rs = fs.createReadStream(src);
var ws = fs.createWriteStream(dst);
rs.on('data', function (chunk) {
if (ws.write(chunk) === false) {
rs.pause();
}
});
rs.on('end', function () {
ws.end();
});
ws.on('drain', function () {
rs.resume();
});
~~~
以上代码实现了数据从只读数据流到只写数据流的搬运，并包括了防爆仓控制。因为这种使用场景很多，例如上边的大文件拷贝程序，NodeJS直接提供了`.pipe`方法来做这件事情，其内部实现方式与上边的代码类似。
## File System（文件系统）
> **官方文档： **[](http://nodejs.org/api/fs.html)[http://nodejs.org/api/fs.html](http://nodejs.org/api/fs.html)
NodeJS通过`fs`内置模块提供对文件的操作。`fs`模块提供的API基本上可以分为以下三类：
* 文件属性读写。
其中常用的有`fs.stat`、`fs.chmod`、`fs.chown`等等。
* 文件内容读写。
其中常用的有`fs.readFile`、`fs.readdir`、`fs.writeFile`、`fs.mkdir`等等。
* 底层文件操作。
其中常用的有`fs.open`、`fs.read`、`fs.write`、`fs.close`等等。
NodeJS最精华的异步IO模型在`fs`模块里有着充分的体现，例如上边提到的这些API都通过回调函数传递结果。以`fs.readFile`为例：
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fs.readFile(pathname, function (err, data) {
if (err) {
// Deal with error.
} else {
// Deal with data.
}
});
~~~
如上边代码所示，基本上所有`fs`模块API的回调参数都有两个。第一个参数在有错误发生时等于异常对象，第二个参数始终用于返回API方法执行结果。
此外，`fs`模块的所有异步API都有对应的同步版本，用于无法使用异步操作时，或者同步操作更方便时的情况。同步API除了方法名的末尾多了一个`Sync`之外，异常对象与执行结果的传递方式也有相应变化。同样以`fs.readFileSync`为例：
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try {
var data = fs.readFileSync(pathname);
// Deal with data.
} catch (err) {
// Deal with error.
}
~~~
`fs`模块提供的API很多，这里不一一介绍，需要时请自行查阅官方文档。
## Path（路径）
> **官方文档： **[](http://nodejs.org/api/path.html)[http://nodejs.org/api/path.html](http://nodejs.org/api/path.html)
操作文件时难免不与文件路径打交道。NodeJS提供了`path`内置模块来简化路径相关操作，并提升代码可读性。以下分别介绍几个常用的API。
* path.normalize
将传入的路径转换为标准路径，具体讲的话，除了解析路径中的`.`与`..`外，还能去掉多余的斜杠。如果有程序需要使用路径作为某些数据的索引，但又允许用户随意输入路径时，就需要使用该方法保证路径的唯一性。以下是一个例子：
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var cache = {};
function store(key, value) {
cache[path.normalize(key)] = value;
}
store('foo/bar', 1);
store('foo//baz//../bar', 2);
console.log(cache); // => { "foo/bar": 2 }
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> **坑出没注意： **标准化之后的路径里的斜杠在Windows系统下是`\`，而在Linux系统下是`/`。如果想保证任何系统下都使用`/`作为路径分隔符的话，需要用`.replace(/\\/g, '/')`再替换一下标准路径。
* path.join
将传入的多个路径拼接为标准路径。该方法可避免手工拼接路径字符串的繁琐，并且能在不同系统下正确使用相应的路径分隔符。以下是一个例子：
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path.join('foo/', 'baz/', '../bar'); // => "foo/bar"
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* path.extname
当我们需要根据不同文件扩展名做不同操作时，该方法就显得很好用。以下是一个例子：
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path.extname('foo/bar.js'); // => ".js"
~~~
`path`模块提供的其余方法也不多，稍微看一下官方文档就能全部掌握。
