Node.js新手上路——动手撸一个静态资源服务器

 简介

本文介绍了一个简单的静态资源服务器的实例项目，希望能给Node.js初学者带来帮助。项目涉及到http、fs、url、path、zlib、process、child_process等模块，涵盖大量常用api；还包括了基于http协议的缓存策略选取、gzip压缩优化等；最终我们会发布到npm上，做成一个可以全局安装、使用的小工具。麻雀虽小，五脏俱全，一想是不是还有点小激动？话不多说，放码过来。

文中源码地址在附录中。

可先行体验项目效果：

安装：npm i -g here11

任意文件夹地址输入命令：here

step1 新建项目

因为我们要发布到npm上，所以我们先按照国际惯例，npm init，走你！在命令行可以一路回车，有些配置会在后面的发布步骤中细说。

目录结构如下：

bin文件夹存放我们的执行代码，web作为一个测试文件夹，里面放了些网页。

step2 码码

step2.1 雏形

静态资源服务器，通俗讲就是我们在浏览器地址栏输入形如“http://域名/test/index.html”的一个地址，服务器从根目录下的对应文件夹找到index.html，读出文件内容并返回给浏览器，浏览器渲染给用户。 

const http = require("http");  
const url = require("url");  
const fs = require("fs");  
const path = require("path");  
const item = (name, parentPath) => {  
    let path = parentPath = `${parentPath}/${name}`.slice(1);  
    return `<div><a href="${path}">${name}</a></div>`;  
}  
const list = (arr, parentPath) => {  
    return arr.map(name => item(name, parentPath)).join("");  
}  
const server = http.createServer((req, res) => {  
    let _path = url.parse(req.url).pathname;//去掉search  
    let parentPath = _path;  
    _path = path.join(__dirname, _path);  
    try {  
        //拿到路径所对应的文件描述对象  
        let stats = fs.statSync(_path);  
        if (stats.isFile()) {  
            //是文件，返回文件内容  
            let file = fs.readFileSync(_path);  
            res.end(file);  
        } else if (stats.isDirectory()) {  
            //是目录，返回目录列表，让用户可以继续点击  
            let dirArray = fs.readdirSync(_path);  
            res.end(list(dirArray, parentPath));  
        } else {  
            res.end();  
        }  
    } catch (err) {  
        res.writeHead(404, "Not Found");  
        res.end();  
    }  
});  
const port = 2234;  
const hostname = "127.0.0.1";  
server.listen(port, hostname, () => {  
    console.log(`server is running on http://${hostname}:${port}`);  
}); 

以上这段code就是我们的核心代码了，已经实现了核心功能，本地运行即可看到返回了文件目录，点击文件名便可浏览对应的网页、图片、文本啦。

step2.2 优化

功能实现了，但是我们可以在某些方面做做优化，提升实用性，顺便多学习几个api。

1. stream

我们目前读取文件返回给浏览器的操作是通过readFile一次性读出来，一次性返回，这样当然可以实现功能，但我们有更好的方式——用stream（流）进行IO操作。stream并不是node.js独有的概念，而是操作系统最基本的一种操作形式，所以理论上讲，任何一门server端语言都实现了stream的API。

为什么讲用stream是一种更好的方式？因为一次性读取、操作大文件，内存和网络是吃不消的，尤其在用户访问量比较大的情况下更为明显；而借助stream可以让数据流动起来，一点一点操作，从而提升性能。代码修改如下： 

if (stats.isFile()) {  
    //是文件，返回文件内容  
    //在createServer时传入的回调函数被添加到了"request"事件上，回调函数的两个形参req和res  
    //分别为http.IncomingMessage对象和http.ServerResponse对象  
    //并且它们都实现了流接口  
    let readStream = fs.createReadStream(_path);  
    readStream.pipe(res);  
} 

编码实现非常简单，在需要返回文件内容时，我们创建了一个可读流，并把它直接导向了res对象。

2. gzip压缩

gzip压缩带来的性能（用户访问体验）提升是非常明显的，开启gzip压缩，可以大幅减小js、css等文件资源的体积，提升用户访问速度。作为一个静态资源服务器，我们当然要加上这个功能。

node中有一个zlib的模块，提供了很多压缩相关的api，我们就用它来实现： 

const zlib = require("zlib");  
if (stats.isFile()) {  
    //是文件，返回文件内容  
    res.setHeader("content-encoding", "gzip");   
    const gzip = zlib.createGzip();  
    let readStream = fs.createReadStream(_path);  
    readStream.pipe(gzip).pipe(res);  
} 

有了stream的使用经验，我们再看这段代码的时候就好理解多了。把文件流先导向gzip对象，再导向res对象。此外，使用gzip压缩的时候还需要注意一点：需要把响应头里的content-encoding设置为gzip。否则浏览器会把一堆乱码展示出来。

3. http缓存

缓存这个东西让人又爱又恨，用得好，可以提升用户体验，减轻服务器压力；用得不好，可能就会面临各种各样奇奇怪怪的问题。一般来讲浏览器http缓存分为强缓存（非验证性缓存）和协商缓存（验证性缓存）。

什么叫强缓存呢？强缓存是由cache-control和expires两个首部字段控制的，现在一般用cache-control。比如我们设置了cache-control: max-age=31536000的响应头，就是告诉浏览器这个资源有一年的缓存期，一年内不用向服务端发送请求，直接从缓存中读取资源。

而协商性缓存是使用if-modified-since/last-modified、if-none-match/etag等首部字段，配合强缓存，在强缓存没有命中（或告知浏览器no-cache）的时候，向服务器发送请求，确认资源的有效性，决定从缓存中读取或是返回新的资源。

有了以上概念，我们便可以制定我们的缓存策略： 

if (stats.isFile()) {  
    //是文件，返回文件内容   
     //增加判断文件是否有改动，没有改动返回304的逻辑     
    //从请求头获取modified时间  
    let IfModifiedSince = req.headers["if-modified-since"];  
    //获取文件的修改日期——时间戳格式  
    let mtime = stats.mtime;  
    //如果服务器上的文件修改时间小于等于请求头携带的修改时间，则认定文件没有变化  
    if (IfModifiedSince && mtime <= new Date(IfModifiedSince).getTime()) {  
        //返回304  
        res.writeHead(304, "not modify");  
        return res.end();  
    }  
    //第一次请求或文件被修改后，返回给客户端新的修改时间  
    res.setHeader("last-modified", new Date(mtime).toString());  
    res.setHeader("content-encoding", "gzip");  
    let reg = /\.html$/;  
    //不同的文件类型设置不同的cache-control  
    if (reg.test(_path)) {  
        //我们对html文件执行每次必须向服务器验证资源有效性的策略  
        res.setHeader("cache-control", "no-cache");  
    } else {  
        //我们对其余的静态资源文件采取强缓存策略，一个月内无需向服务器索取  
        res.setHeader("cache-control", `max-age=${1 * 60 * 60 * 24 * 30}`);  
    }    
    //执行gzip压缩  
    const gzip = zlib.createGzip();  
    let readStream = fs.createReadStream(_path);  
    readStream.pipe(gzip).pipe(res);  
} 

这样一套缓存策略在现代前端项目体系下还是比较合适的，尤其是对于spa应用来讲。我们希望index.html能够保证每次向服务器验证是否有更新，而其余的文件统一本地缓存一个月（自己定）；通过webpack打包或其他工程化方式构建之后，js、css内容如果发生变化，文件名相应更新，index.html插入的manifest（或script链接、link链接等）清单会更新，保证用户能够实时得到新的资源。

当然，缓存之路千万条，适合业务才重要，大家可以灵活制定。

4. 命令行参数

作为一个在命令行执行的工具，怎么能不象征性的支持几个参数呢？ 

const config = {  
    //从命令行中获取端口号，如果未设置采用默认  
    port: process.argv[2] || 2234,  
    hostname: "127.0.0.1"  
}  
server.listen(config.port, config.hostname, () => {  
    console.log(`server is running on http://${config.hostname}:${config.port}`);  
}); 

这里就简单的举个栗子啦，大家可以自由发挥！

5. 自动打开浏览器

虽然没太大卵用，但还是要加。我就是要让你们知道，我加完之后什么样，你们就是什么样 :-( duang~ 

const exec = require("child_process").exec;  
server.listen(config.port, config.hostname, () => {  
    console.log(`server is running on http://${config.hostname}:${config.port}`);  
    exec(`open http://${config.hostname}:${config.port}`);  
}); 

6. process.cwd()

用process.cwd()代替__dirname。

我们最终要做成一个全局并且可以在任意目录下调用的命令，所以拼接path的代码修改如下： 

//__dirname是当前文件的目录地址，process.cwd()返回的是脚本执行的路径  
_path = path.join(process.cwd(), _path); 

step3 发布

基本上我们的代码都写完了，可以考虑发布了！

step3.1 package.json

得到一个配置类似下面所示的json文件： 

{  
    "name": "here11",  
    "version": "0.0.13",  
    "private": false,  
    "description": "a node static assets server",  
    "bin": {  
        "here": "./bin/index.js"  
    },  
    "repository": {  
        "type": "git",  
        "url": "https://github.com/gww666/here.git"  
    },  
    "scripts": {  
        "test": "node bin/index.js"  
    },  
    "keywords": [  
        "node"  
    ],  
    "author": "gw666",  
    "license": "ISC"  
} 

其中bin和private较为重要，其余的按照自己的项目情况填写。

bin这个配置代表的是npm i -g xxx之后，我们运行here命令所执行的文件，“here”这个名字可以随意起。

step3.2 声明脚本执行类型

在index.js文件的开头加上：#!/usr/bin/env node

否则linux上运行会报错。

step3.3 注册npm账号

勉强贴一手命令，还不清楚自行百度：

没有账号的先添加一个，执行：

npm adduser

然后依次填入

Username: your name

Password: your password

Email: yourmail

npm会给你发一封验证邮件，记得点一下，不然会发布失败。

执行登录命令：

npm login

执行发布命令：

npm publish

发布的时候记得把项目名字、版本号、作者、仓库啥的改一下，别填成我的。

还有readme文件写一下，好歹告诉别人咋用，基本上和文首所说的用法是一样的。

好了，齐活。

step3.4

还等啥啊，赶快把npm i -g xxx 这行命令发给你的小伙伴啊。什么？你没有小伙伴？告辞！

附

本文项目源码地址：https://github.com/gww666/here