浅析 path 常用工具函数源码

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在开发过程中，会经常用到 Node.js ，它利用 V8 提供的能力，拓展了 JS 的能力。而在 Node.js 中，我们可以使用 JS 中本来不存在的 path 模块，为了我们更加熟悉的运用，让我们一起来了解一下吧~

本文 Node.js 版本为 16.14.0，本文的源码来自于此版本。希望大家阅读本文后，会对大家阅读源码有所帮助。

path 的常见使用场景

Path 用于处理文件和目录的路径，这个模块中提供了一些便于开发者开发的工具函数，来协助我们进行复杂的路径判断，提高开发效率。例如：

1. 在项目中配置别名，别名的配置方便我们对文件更简便的引用，避免深层级逐级向上查找。

reslove: {
  alias: {
    // __dirname 当前文件所在的目录路径
    'src': path.resolve(__dirname, './src'),
    // process.cwd 当前工作目录
    '@': path.join(process.cwd(), 'src'),
  },
}

代码100分

2. 在 webpack 中，文件的输出路径也可以通过我们自行配置生成到指定的位置。

代码100分module.exports = {
  entry: './path/to/my/entry/file.js',
  output: {
    path: path.resolve(__dirname, 'dist'),
    filename: 'my-first-webpack.bundle.js',
  },
};

3. 又或者对于文件夹的操作

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

// 删除文件夹
let deleDir = (src) => {
    // 读取文件夹
    let children = fs.readdirSync(src);
    children.forEach(item => {
        let childpath = path.join(src, item);
        // 检查文件是否存在
        let file = fs.statSync(childpath).isFile();
        if (file) {
            // 文件存在就删除
            fs.unlinkSync(childpath)
        } else {
            // 继续检测文件夹
            deleDir(childpath)
        }
    })
    // 删除空文件夹
    fs.rmdirSync(src)
}
deleDir("../floor")

简单的了解了一下 path 的使用场景，接下来我们根据使用来研究一下它的执行机制，以及是怎么实现的。

path 的执行机制

1. 引入 path 模块，调用 path 的工具函数的时候，会进入原生模块的处理逻辑。
2. 使用 _load 函数根据你引入的模块名作为 ID，判断要加载的模块是原生 JS 模块后，会通过 loadNativeModule 函数，利用 id 从 _source (保存原生JS模块的源码字符串转成的 ASCII 码)中找到对应的数据加载原生 JS 模块。
3. 执行 lib/path.js 文件，利用 process 判断操作系统，根据操作系统的不同，在其文件处理上可能会存在操作字符的差异化处理，但方法大致一样，处理完后返回给调用方。

常用工具函数简析

resolve 返回当前路径的绝对路径

resolve 将多个参数，依次进行拼接，生成新的绝对路径。

代码100分resolve(...args) {
  let resolvedDevice = '';
  let resolvedTail = '';
  let resolvedAbsolute = false;

  // 从右到左检测参数
  for (let i = args.length - 1; i >= -1; i--) {
    ......
  }

  // 规范化路径
  resolvedTail = normalizeString(resolvedTail, !resolvedAbsolute, '\\', isPathSeparator);

  return resolvedAbsolute ?
    `${resolvedDevice}\\${resolvedTail}` :
    `${resolvedDevice}${resolvedTail}` || '.';
}

根据参数获取路径，对接收到的参数进行遍历，参数的长度大于等于 0 时都会开始进行拼接，对拼接好的 path 进行非字符串校验，有不符合的参数则抛出 throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE(name, 'string', value), 符合要求则会对 path 进行长度判断，有值则 +=path 做下一步操作。

let path;

if (i >= 0) {
  path = args[i];
  // internal/validators
  validateString(path, 'path');
  // path 长度为 0 的话，会直接跳出上述代码块的 for 循环
  if (path.length === 0) {
    continue;
  }
} else if (resolvedDevice.length === 0) {
  // resolvedDevice 的长度为 0，给 path 赋值为当前工作目录
  path = process.cwd();
} else {
  // 赋值为环境对象或者当前工作目录
  path = process.env[`=${resolvedDevice}`] || process.cwd();
  if (path === undefined ||
      (StringPrototypeToLowerCase(StringPrototypeSlice(path, 0, 2)) !==
      StringPrototypeToLowerCase(resolvedDevice) &&
      StringPrototypeCharCodeAt(path, 2) === CHAR_BACKWARD_SLASH)) {
    // 对 path 进行非空与绝对路径判断得出 path 路径
    path = `${resolvedDevice}\\`;
  }
}

尝试匹配根路径，判断是否是只有一个路径分隔符 (‘\’) 或者 path 为绝对路径，然后给绝对路径打标，并把 rootEnd 截取标识设为 1 (下标)。第二项若还是路径分隔符 (‘\’) ，就定义截取值为 2 (下标)，并用 last 保存截取值，以便后续判断使用。

继续判断第三项是否是路径分隔符 (‘\’)，如果是，那么为绝对路径，rootEnd 截取标识为 1 (下标)，但也有可能是 UNC 路径 ( \servername\sharename，servername 服务器名。sharename 共享资源名称)。如果有其他值，截取值会继续进行自增读取后面的值，并用 firstPart 保存第三位的值，以便拼接目录时取值，并把 last 和截取值保持一致，以便结束判断。

const len = path.length;
let rootEnd = 0; // 路径截取结束下标
let device = ''; // 磁盘根 D:\、C:\
let isAbsolute = false; // 是否是磁盘根路径
const code = StringPrototypeCharCodeAt(path, 0);

// path 长度为 1
if (len === 1) {
  // 只有一个路径分隔符 \ 为绝对路径
  if (isPathSeparator(code)) {
    rootEnd = 1;
    isAbsolute = true;
  }
} else if (isPathSeparator(code)) {
  // 可能是 UNC 根，从一个分隔符 \ 开始，至少有一个它就是某种绝对路径（UNC或其他）
  isAbsolute = true;
  // 开始匹配双路径分隔符
  if (isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(path, 1))) {
    let j = 2;
    let last = j;
    // 匹配一个或多个非路径分隔符
    while (j < len &&
    !isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(path, j))) {
      j++;
    }
    if (j < len && j !== last) {
      const firstPart = StringPrototypeSlice(path, last, j);
      last = j;
      // 匹配一个或多个路径分隔符
      while (j < len &&
              isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(path, j))) {
        j++;
      }
      if (j < len && j !== last) {
        last = j;
        while (j < len &&
                !isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(path, j))) {
          j++;
        }
        if (j === len || j !== last) {
          device =
            `\\\\${firstPart}\\${StringPrototypeSlice(path, last, j)}`;
          rootEnd = j;
        }
      }
    }
  } else {
    rootEnd = 1;
  }
// 检测磁盘根目录匹配 例：D:，C:\
} else if (isWindowsDeviceRoot(code) && StringPrototypeCharCodeAt(path, 1) === CHAR_COLON) {
  device = StringPrototypeSlice(path, 0, 2);
  rootEnd = 2;
  if (len > 2 && isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(path, 2))) {
    isAbsolute = true;
    rootEnd = 3;
  }
}

检测路径并生成，检测磁盘根目录是否存在或解析 resolvedAbsolute 是否为绝对路径。

// 检测磁盘根目录
if (device.length > 0) {
  // resolvedDevice 有值
  if (resolvedDevice.length > 0) {
    if (StringPrototypeToLowerCase(device) !==
        StringPrototypeToLowerCase(resolvedDevice))
      continue;
  } else {
    // resolvedDevice 无值并赋值为磁盘根目录
    resolvedDevice = device;
  }
}

// 绝对路径
if (resolvedAbsolute) {
  // 磁盘根目录存在结束循环
  if (resolvedDevice.length > 0)
    break;
} else {
  // 获取路径前缀进行拼接
  resolvedTail =
    `${StringPrototypeSlice(path, rootEnd)}\\${resolvedTail}`;
  resolvedAbsolute = isAbsolute;
  if (isAbsolute && resolvedDevice.length > 0) {
    // 磁盘根存在便结束循环
    break;
  }
}

join 根据传入的 path 片段进行路径拼接

1. 接收多个参数,利用特定分隔符作为定界符将所有的 path 参数连接在一起,生成新的规范化路径。
2. 接收参数后进行校验，如果没有参数的话，会直接返回 ‘.’ ，反之进行遍历，通过内置 validateString 方法校验每个参数，如有一项不合规则直接 throw new ERR_INVALID_ARG_TYPE(name, 'string', value)；
3. window 下为反斜杠 (‘\’) , 而 linux 下为正斜杠 (‘/’)，这里是 join 方法区分操作系统的一个不同点，而反斜杠 (‘\’) 有转义符的作用，单独使用会被认为是要转义斜杠后面的字符串，故此使用双反斜杠转义出反斜杠 (‘\’) 使用。
4. 最后进行拼接后的字符串校验并格式化返回。

if (args.length === 0)
    return '.';

let joined;
let firstPart;
// 从左到右检测参数
for (let i = 0; i < args.length; ++i) {
  const arg = args[i];
  // internal/validators
  validateString(arg, 'path');
  if (arg.length > 0) {
    if (joined === undefined)
      // 把第一个字符串赋值给 joined，并用 firstPart 变量保存第一个字符串以待后面使用
      joined = firstPart = arg;
    else
      // joined 有值，进行 += 拼接操作
      joined += `\\${arg}`;
  }
}

if (joined === undefined)
  return '.';

在 window 系统下，因为使用反斜杠 (‘\’) 和 UNC (主要指局域网上资源的完整 Windows 2000 名称)路径的缘故，需要进行网络路径处理，(‘\’) 代表的是网络路径格式，因此在 win32 下挂载的join 方法默认会进行截取操作。

如果匹配得到反斜杠 (‘\’)，slashCount 就会进行自增操作，只要匹配反斜杠 (‘\’) 大于两个就会对拼接好的路径进行截取操作，并手动拼接转义后的反斜杠 (‘\’)。

let needsReplace = true;
let slashCount = 0;
// 根据 StringPrototypeCharCodeAt 对首个字符串依次进行 code 码提取，并通过 isPathSeparator 方法与定义好的 code 码进行匹配
if (isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(firstPart, 0))) {
  ++slashCount;
  const firstLen = firstPart.length;
  if (firstLen > 1 &&
      isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(firstPart, 1))) {
    ++slashCount;
    if (firstLen > 2) {
      if (isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(firstPart, 2)))
        ++slashCount;
      else {
        needsReplace = false;
      }
    }
  }
}

if (needsReplace) {
  while (slashCount < joined.length &&
          isPathSeparator(StringPrototypeCharCodeAt(joined, slashCount))) {
    slashCount++;
  }

  if (slashCount >= 2)
    joined = `\\${StringPrototypeSlice(joined, slashCount)}`;
}

执行结果梳理

总结

阅读了源码之后，resolve 方法会对参数进行处理，考虑路径的形式，在最后抛出绝对路径。在使用的时候，如果是进行文件之类的操作，推荐使用 resolve 方法，相比来看， resolve 方法就算没有参数也会返回一个路径，供使用者操作，在执行过程中会进行路径的处理。而 join 方法只是对传入的参数进行规范化拼接，对于生成一个新的路径比较实用，可以按照使用者意愿创建。不过每个方法都有优点，要根据自己的使用场景以及项目需求，去选择合适的方法。

参考文献

Node.js 模块系统源码探微

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