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Node.js 构建命令行工具：实现 ls 命令的 -a 和 -l 选项

俊俊她妈咪

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在日常的前端开发中，我们常常借助各种基于 Node.js 的脚手架工具来加速项目搭建和维护，比如 create-react-app 可以一键初始化一个 React 项目，eslint 则帮助我们保持代码的整洁和一致。而在公司内部，为了更好地满足特定业务的需求，我们往往会构建自己的脚手架工具，如自定义的 React 或 Vue 框架、内部使用的代码检查工具等。本篇文章来和大家分享一下如何用 Node.js 实现一个简单的命令行工具，模仿常用的 ls 命令，包括其 -a 和 -l 参数的功能。
ls 命令概览

首先，让我们快速回顾一下 ls 命令的一些基本用法。

  • ls：列出当前目录下所有的非隐藏文件。
  • ls -a：列出所有文件，包括以点（.）开头的隐藏文件，同时还会显示当前目录（.）和上级目录（..）。
  • ls -l：以长格式列出文件详情，包括文件类型、权限、链接数等。
  • ls -al 或 ls -a -l：结合 -a 和 -l 的功能，展示所有文件的详细信息。
简单来说，-a 参数用于显示隐藏文件和当前及上级目录，而 -l 参数则提供了更详细的文件信息。
如下图所示，当在初始化的新 React 项目目录中运行 ls 命令时，会看到如下情况：

ls -l 文件信息详解

当我们加上 -l 参数时，ls 命令会输出更多关于文件的信息：
1、文件类型：取第一个字符，d 代表目录，- 代表文件，l 代表链接。
2、用户操作权限：接下来的9个字符分为三组，分别表示文件所有者、所属组及其他用户的读、写、执行权限。
3、文件链接数：文件或目录的硬链接数。对于普通文件，这个数字通常是1。对于目录，这个数字至少为2，因为每个目录都包含两个特殊的目录 . 和 ..。
4、文件所有者：文件的所有者用户名，
5、文件所属组：文件所属的用户组名。
6、文件大小：文件的大小，以字节为单位。
7、最后修改时间：表示文件最后一次被修改的时间，格式为 月 日 时:分。
8、文件名：文件或目录的名称。

初始化项目

接下来，我们来实际动手实现一个类似的工具。首先，创建一个新的项目文件夹 ice-ls，并运行 npm init -y 来生成 package.json 文件。
然后，在项目根目录下创建一个 bin 文件夹，并在其中添加一个名为 index.js 的文件。这个文件是我们的命令行工具的入口点，文件头部添加 #!/usr/bin/env node 以便可以直接执行。
  1. #!/usr/bin/env node
  2. console.log('hello nodejs')
复制代码
可以通过 ./bin/index.js 命令来测试这段代码是否正常工作，会看到 "hello nodejs" 的输出。

为了让我们的工具更加易于使用，在 package.json 中配置 bin 字段，这样通过一个简短的名字就可以调用。
  1. bin: {
  2.     "ice-ls": "./bin/index.js"
  3. }
复制代码
为了在本地可以调试，使用 npm link 命令将项目链接到全局 node_modules 目录中，这样就能像使用其他全局命令一样使用 ice-ls 。

解析参数

命令行工具的一大特点是支持多种参数来改变行为。在我们的例子中，我们需要处理 -a 和 -l 参数。为此，可以在项目中创建一个 parseArgv.js 文件，用于解析命令行参数。
  1. function parseArgv() {
  2.   const argvList = process.argv.slice(2); // 忽略前两个默认参数
  3.   let isAll = false;
  4.   let isList = false;
  6.   argvList.forEach((item) => {
  7.     if (item.includes("a")) {
  8.       isAll = true;
  9.     }
  10.     if (item.includes("l")) {
  11.       isList = true;
  12.     }
  13.   });
  15.   return {
  16.     isAll,
  17.     isList,
  18.   };
  19. }
  21. module.exports = {
  22.   parseArgv,
  23. };
复制代码
接着，我们需要在 bin/index.js 文件中引入 parseArgv 函数，并根据解析结果来调整文件的输出方式。
  1. #!/usr/bin/env node
  2. const fs = require("fs");
  3. const { parseArgv } = require("./parseArgv");
  5. const dir = process.cwd(); // 获取当前工作目录
  6. let files = fs.readdirSync(dir); // 读取目录内容
  7. let output = "";
  9. const { isAll, isList } = parseArgv();
  11. if (isAll) {
  12.   files = [".", ".."].concat(files); // 添加 . 和 ..
  13. } else {
  14.   files = files.filter((item) => item.indexOf(".") !== 0); // 过滤掉隐藏文件
  15. }
  17. let total = 0; // 初始化文件系统块的总用量
  18. if (!isList) {
  19.   files.forEach((file) => {
  20.     output += `${file}       `;
  21.   });
  22. } else {
  23.   files.forEach((file, index) => {
  25.     output += file;
  26.     if (index !== files.length - 1) {
  27.       output += "\n"; // 如果不是最后一个元素，则换行
  28.     }
  29.   });
  30. }
  32. if (!isList) {
  33.   console.log(output);
  34. } else {
  35.   console.log(`total ${total}`);
  36.   console.log(output);
  37. }
复制代码
输出内容如下图所示：

处理文件类型及权限

在 index.js 文件同层级创建 getType.js 文件，用于判断文件类型是目录、文件还是链接。我们可以通过 fs 模块获取文件状态信息，其中 mode 属性包含了文件类型和权限的信息。通过与 fs 常量模块按位与来判断文件类型。
Node.js 文件系统模块 fs 中存在一些常量，其中和文件类型有关且常用的是以下三类：

  • S_IFDIR：用于检查一个文件是否是目录，数值为 0o040000（八进制）
  • S_IFREG：用于检查一个文件是否是普通文件，数值为 0o100000（八进制）
  • S_IFLNK：用于检查一个文件是否是符号链接，数值：0o120000（八进制）
  1. const fs = require("fs");
  2. function getFileType(mode) {
  3.   const S_IFDIR = fs.constants.S_IFDIR;
  4.   const S_IFREG = fs.constants.S_IFREG;
  5.   const S_IFLINK = fs.constants.S_IFLINK;
  7.   if (mode & S_IFDIR) return "d";
  8.   if (mode & S_IFREG) return "-";
  9.   if (mode & S_IFLINK) return "l";
  10.   
  11.   return '?'; // 若无法识别，则返回问号
  12. }
  14. module.exports = {
  15.   getFileType,
  16. };
复制代码
在 Unix 系统中，文件权限分为三类：

  • 所有者（User）：文件的拥有者。
  • 组（Group）：文件所属的用户组。
  • 其他（Others）：除所有者和组以外的其他用户。
每类权限又分为三种：

  • 读权限（Read, r）：允许读取文件内容或列出目录内容。
  • 写权限（Write, w）：允许修改文件内容或删除、重命名目录中的文件。
  • 执行权限（Execute, x）：允许执行文件或进入目录。
其中和以上权限相关的 nodejs 变量为：

  • S_IRUSR：表示文件所有者的读权限（数值：0o400，十进制： 256）
  • S_IWUSR：文件所有者的写权限（数值：0o200，十进制：128）
  • S_IXUSR：文件所有者的执行权限（数值：0o100，十进制：64）
  • S_IRGRP：文件所属组的读权限（数值：0o040，十进制：32）
  • S_IWGRP：文件所属组的写权限（数值：0o020，十进制：16）
  • S_IXGRP：文件所属组的执行权限（数值：0o010，十进制：8）
  • S_IROTH：其他用户的读权限（数值：0o004，十进制：4）
  • S_IWOTH：其他用户的写权限（数值：0o002，十进制：2）
  • S_IXOTH：其他用户的执行权限（数值：0o001，十进制：1）
在 index.js 同层级创建 getAuth.js 文件来处理文件权限信息：
  1. const fs = require("fs");
  2. function getAuth(mode) {
  3.   const S_IRUSR = mode & fs.constants.S_IRUSR ? "r" : "-";
  4.   const S_IWUSR = mode & fs.constants.S_IWUSR ? "w" : "-";
  5.   const S_IXUSR = mode & fs.constants.S_IXUSR ? "x" : "-";
  7.   const S_IRGRP = mode & fs.constants.S_IRGRP ? "r" : "-";
  8.   const S_IWGRP = mode & fs.constants.S_IWGRP ? "w" : "-";
  9.   const S_IXGRP = mode & fs.constants.S_IXGRP ? "x" : "-";
  11.   const S_IROTH = mode & fs.constants.S_IROTH ? "r" : "-";
  12.   const S_IWOTH = mode & fs.constants.S_IWOTH ? "w" : "-";
  13.   const S_IXOTH = mode & fs.constants.S_IXOTH ? "x" : "-";
  15.   return (
  16.     S_IRUSR +
  17.     S_IWUSR +
  18.     S_IXUSR +
  19.     S_IRGRP +
  20.     S_IWGRP +
  21.     S_IXGRP +
  22.     S_IROTH +
  23.     S_IWOTH +
  24.     S_IXOTH
  25.   );
  26. }
  28. module.exports = {
  29.   getAuth,
  30. };
复制代码
在 bin/index.js 文件中引入这两个模块，并使用它们来丰富文件信息的输出。
  1. const path = require("path");
  2. const { getAuth } = require("./getAuth");
  3. const { getFileType } = require("./getFileType");
  5. files.forEach((file, index) => {
  6.   const filePath = path.join(dir, file);
  7.   const stat = fs.statSync(filePath);
  8.   const { mode } = stat;
  10.   // 获取权限
  11.   const type = getFileType(mode);
  12.   const auth = getAuth(mode);
  14.   // 获取文件名，增加空格
  15.   const fileName = ` ${file}`;
  17.   output += `${type}${auth}${fileName}`;
  18.   // 除了最后一个元素，都需要换行
  19.   if (index !== files.length - 1) {
  20.     output += "\n";
  21.   }
  22. });
复制代码
输出内容如下图所示：

处理文件链接数、总数、文件大小

在 Linux 或 Unix 系统中，通过命令行查看文件或目录的详细信息时，权限字符串后面的数字并不直接表示文件数量。例如，bin 文件夹下只有四个文件，但该数字显示为6。实际上，这个数字代表的是文件链接数，即有多少个硬链接指向该目录内的条目。
此外，ls -l 命令的第一行输出中的 total 值，并非指代文件总数，而是文件系统块的总用量。它反映了当前目录下所有文件及其子目录所占用的磁盘块数的总和。
为了方便理解和处理这些数据，我们可以使用 Node.js 的 fs.stat() 方法来获取文件的状态信息。
  1. const { mode, size } = stat;
  3. // 获取文件链接数
  4. const count = stat.nlink.toString().padStart(3, " ");
  6. // 获取文件大小
  7. const fileSize = size.toString().padStart(5, " ");
  9. // 获取文件系统块的总用量
  10. total += stat.blocks;
  12. output += `${type}${auth}${count}${fileName}`;
复制代码
输出内容如下图所示：

获取用户信息

创建 getFileUser.js 文件，处理用户名称和组名称。虽然直接从文件状态（stat）对象中可以获取到用户ID（uid）和组ID（gid），但是要将这些ID转换成对应的名称需要一些转换工作。
获取用户名称相对简单，可以通过执行命令 id -un  来实现。而对于组名称的获取，则稍微复杂一些，我们需要先通过 id -G  命令获取与用户关联的所有组ID列表，然后再使用 id -Gn  获取这些组的名称列表。最后，通过查找 gid 在所有组ID列表中的位置，来确定组名称。
如下图所示，在我的系统中，uid 是 502，gid 是 20，用户名称是 xingchen，组名称是 staff。

代码实现：
  1. const { execSync } = require("child_process");
  2. function getFileUser(stat) {
  3.   const { uid, gid } = stat;
  4.   // 获取用户名
  5.   const username = execSync("id -un " + uid)
  6.     .toString()
  7.     .trim();
  9.   // 获取组名列表及对应关系
  10.   const groupIds = execSync("id -G " + uid)
  11.     .toString()
  12.     .trim()
  13.     .split(" ");
  14.   const groupIdsName = execSync("id -Gn " + uid)
  15.     .toString()
  16.     .trim()
  17.     .split(" ");
  19.   const index = groupIds.findIndex((id) => +id === +gid);
  20.   const groupName = groupIdsName[index];
  22.   return {
  23.     username,
  24.     groupName,
  25.   };
  26. }
  28. module.exports = {
  29.   getFileUser,
  30. };
复制代码
在项目的主入口文件 index.js 中引入刚刚创建的 getFileUser 模块，并调用它来获取文件的用户信息。
  1. const { getFileUser } = require("./getFileUser");
复制代码
再调整一下输出的内容
  1. // 获取用户名
  2. const { username, groupName } = getFileUser(stat);
  3. const u = username.padStart(9, " ");
  4. const g = groupName.padStart(7, " ");
  6. output += `${type}${auth}${count}${u}${g}${fileSize}${fileName}`;
复制代码
最终输出效果如图所示：

获取修改时间

为了更好地展示文件信息中的时间部分，我们需要将原本的数字形式的时间转换为更易读的格式。这涉及到将月份从数字转换为缩写形式（如将1转换为"Jan"），同时确保日期、小时和分钟等字段在不足两位数时前面补零。
首先，我们在 config.js 文件中定义了一个对象来映射月份的数字与它们对应的英文缩写：
  1. // 定义月份对应关系
  2. const monthObj = {
  3.   1: "Jan",
  4.   2: "Feb",
  5.   3: "Mar",
  6.   4: "Apr",
  7.   5: "May",
  8.   6: "Jun",
  9.   7: "Jul",
  10.   8: "Aug",
  11.   9: "Sep",
  12.   10: "Oct",
  13.   11: "Nov",
  14.   12: "Dec",
  15. };
  17. module.exports = {
  18.   monthObj,
  19. };
复制代码
接下来创建 getFileTime.js 文件，用于从文件状态对象(stat)中提取并格式化修改时间：
  1. function getFileTime(stat) {
  2.   const { mtimeMs } = stat;
  3.   const mTime = new Date(mtimeMs);
  4.   const month = mTime.getMonth() + 1; // 获取月份，注意JavaScript中月份从0开始计数
  5.   const date = mTime.getDate();
  6.   // 不足2位在前一位补齐0
  7.   const hour = mTime.getHours().toString().padStart(2, 0);
  8.   const minute = mTime.getMinutes().toString().padStart(2, 0);
  10.   return {
  11.     month,
  12.     date,
  13.     hour,
  14.     minute,
  15.   };
  16. }
  18. module.exports = {
  19.   getFileTime,
  20. };
复制代码
在主文件 index.js 中，我们引入了上述两个模块，并使用它们来处理和格式化时间数据：
  1. const { getFileTime } = require("./getFileTime");
  2. const { monthObj } = require("./config");
  3. // ...其他代码...
  5. // 获取创建时间
  6. const { month, date, hour, minute } = getFileTime(stat);
  7. const m = monthObj[month].toString().padStart(4, " ");
  8. const d = date.toString().padStart(3, " ");
  9. const t = ` ${hour}:${minute}`;
  11. output += `${type}${auth}${count}${u}${g}${fileSize}${m}${d}${t}${fileName}`;
复制代码
通过上述步骤，我们成功地实现了对 -l 选项下显示的所有文件信息的功能，实现效果如图所示：

发布

在完成所有功能开发后，我们可以准备将项目发布到 npm 仓库，以便其他人也能使用这个工具。首先，需要移除本地的 npm 链接，这样可以确保发布的版本是最新的，不会受到本地开发环境的影响。执行以下命令即可移除本地链接：
  1. npm unlink
复制代码
执行该命令后，再次尝试运行 ice-ls 命令，系统将会提示找不到该命令，这是因为本地链接已被移除。接着，登录 npm 账户，使用以下命令进行登录：
  1. npm login
复制代码
登录后，就可以通过以下命令将包发布到 npm 仓库：
  1. npm publish
复制代码
实现效果如下图所示：

至此，我们已经成功实现了一个类似于Linux 系统的 ls 命令行工具，它支持 -a 和-l 选项，能够列出当前目录下的所有文件（包括隐藏文件）以及详细的文件信息。
如果你对前端工程化有兴趣，或者想了解更多相关的内容，欢迎查看我的其他文章，这些内容将持续更新，希望能给你带来更多的灵感和技术分享。
完整代码

以下是 index.js 的完整代码，其他文件的完整代码均已在上面分析过程中贴出。
  1. #!/usr/bin/env node
  2. const fs = require("fs");
  3. const path = require("path");
  4. const { parseArgv } = require("./parseArgv");
  5. const { getAuth } = require("./getAuth");
  6. const { getFileType } = require("./getFileType");
  7. const { getFileUser } = require("./getFileUser");
  8. const { getFileTime } = require("./getFileTime");
  9. const { monthObj } = require("./config");
  11. const dir = process.cwd();
  12. let files = fs.readdirSync(dir);
  13. let output = "";
  15. const { isAll, isList } = parseArgv();
  17. if (isAll) {
  18.   files = [".", ".."].concat(files);
  19. } else {
  20.   files = files.filter((item) => item.indexOf(".") !== 0);
  21. }
  23. let total = 0;
  24. if (!isList) {
  25.   files.forEach((file) => {
  26.     output += `${file}       `;
  27.   });
  28. } else {
  29.   files.forEach((file, index) => {
  30.     const filePath = path.join(dir, file);
  31.     const stat = fs.statSync(filePath);
  32.     const { mode, size } = stat;
  34.     // 获取权限
  35.     const type = getFileType(mode);
  36.     const auth = getAuth(mode);
  38.     // 获取文件链接数
  39.     const count = stat.nlink.toString().padStart(3, " ");
  41.     // 获取用户名
  42.     const { username, groupName } = getFileUser(stat);
  43.     const u = username.padStart(9, " ");
  44.     const g = groupName.padStart(7, " ");
  46.     // 获取文件大小
  47.     const fileSize = size.toString().padStart(5, " ");
  49.     // 获取创建时间
  50.     const { month, date, hour, minute } = getFileTime(stat);
  51.     const m = monthObj[month].toString().padStart(4, " ");
  52.     const d = date.toString().padStart(3, " ");
  53.     const t = ` ${hour}:${minute}`;
  55.     // 获取文件名
  56.     const fileName = ` ${file}`;
  58.     total += stat.blocks;
  59.     output += `${type}${auth}${count}${u}${g}${fileSize}${m}${d}${t}${fileName}`;
  60.     // 除了最后一个元素，都需要换行
  61.     if (index !== files.length - 1) {
  62.       output += "\n";
  63.     }
  64.   });
  65. }
  67. if (!isList) {
  68.   console.log(output);
  69. } else {
  70.   console.log(`total ${total}`);
  71.   console.log(output);
  72. }
复制代码
来源:https://www.cnblogs.com/vigourice/p/18538586
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