2.代码的组织和部署
2.代码的组织和部署
有经验的C程序员在编写一个新程序时首先从make文件写起。同样的，使用NodeJS编写程序前，为了有个良好的开端，首先需要准备好代码的目录结构和部署方式，就如同修房子要先搭脚手架。本章将介绍与之相关的各种知识。
模块路径解析规则
我们已经知道，require函数支持斜杠（/）或盘符（C:）开头的绝对路径，也支持./开头的相对路径。但这两种路径在模块之间建立了强耦合关系，一旦某个模块文件的存放位置需要变更，使用该模块的其它模块的代码也需要跟着调整，变得牵一发动全身。因此，require函数支持第三种形式的路径，写法类似于foo/bar，并依次按照以下规则解析路径，直到找到模块位置。
-
内置模块
如果传递给
require函数的是NodeJS内置模块名称，不做路径解析，直接返回内部模块的导出对象，例如require('fs')。 -
node_modules目录
NodeJS定义了一个特殊的
node_modules目录用于存放模块。例如某个模块的绝对路径是/home/user/hello.js，在该模块中使用require('foo/bar')方式加载模块时，则NodeJS依次尝试使用以下路径。/home/user/node_modules/foo/bar /home/node_modules/foo/bar /node_modules/foo/bar
-
NODE_PATH环境变量
与PATH环境变量类似，NodeJS允许通过NODE_PATH环境变量来指定额外的模块搜索路径。NODE_PATH环境变量中包含一到多个目录路径，路径之间在Linux下使用
:分隔，在Windows下使用;分隔。例如定义了以下NODE_PATH环境变量：NODE_PATH=/home/user/lib:/home/lib
当使用
require('foo/bar')的方式加载模块时，则NodeJS依次尝试以下路径。/home/user/lib/foo/bar /home/lib/foo/bar
包（package）
我们已经知道了JS模块的基本单位是单个JS文件，但复杂些的模块往往由多个子模块组成。为了便于管理和使用，我们可以把由多个子模块组成的大模块称做包，并把所有子模块放在同一个目录里。
在组成一个包的所有子模块中，需要有一个入口模块，入口模块的导出对象被作为包的导出对象。例如有以下目录结构。
- /home/user/lib/
- cat/
head.js
body.js
main.js
其中cat目录定义了一个包，其中包含了3个子模块。main.js作为入口模块，其内容如下：
var head = require('./head');
var body = require('./body');
exports.create = function (name) {
return {
name: name,
head: head.create(),
body: body.create()
};
};
在其它模块里使用包的时候，需要加载包的入口模块。接着上例，使用require('/home/user/lib/cat/main')能达到目的，但是入口模块名称出现在路径里看上去不是个好主意。因此我们需要做点额外的工作，让包使用起来更像是单个模块。
index.js
当模块的文件名是index.js，加载模块时可以使用模块所在目录的路径代替模块文件路径，因此接着上例，以下两条语句等价。
var cat = require('/home/user/lib/cat');
var cat = require('/home/user/lib/cat/index');
这样处理后，就只需要把包目录路径传递给require函数，感觉上整个目录被当作单个模块使用，更有整体感。
package.json
如果想自定义入口模块的文件名和存放位置，就需要在包目录下包含一个package.json文件，并在其中指定入口模块的路径。上例中的cat模块可以重构如下。
- /home/user/lib/
- cat/
+ doc/
- lib/
head.js
body.js
main.js
+ tests/
package.json
其中package.json内容如下。
{
"name": "cat",
"main": "./lib/main.js"
}
如此一来，就同样可以使用require('/home/user/lib/cat')的方式加载模块。NodeJS会根据包目录下的package.json找到入口模块所在位置。
命令行程序
使用NodeJS编写的东西，要么是一个包，要么是一个命令行程序，而前者最终也会用于开发后者。因此我们在部署代码时需要一些技巧，让用户觉得自己是在使用一个命令行程序。
例如我们用NodeJS写了个程序，可以把命令行参数原样打印出来。该程序很简单，在主模块内实现了所有功能。并且写好后，我们把该程序部署在/home/user/bin/node-echo.js这个位置。为了在任何目录下都能运行该程序，我们需要使用以下终端命令。
$ node /home/user/bin/node-echo.js Hello World Hello World
这种使用方式看起来不怎么像是一个命令行程序，下边的才是我们期望的方式。
$ node-echo Hello World
Linux
在Linux系统下，我们可以把JS文件当作shell脚本来运行，从而达到上述目的，具体步骤如下：
-
在shell脚本中，可以通过
#!注释来指定当前脚本使用的解析器。所以我们首先在node-echo.js文件顶部增加以下一行注释，表明当前脚本使用NodeJS解析。#! /usr/bin/env node
NodeJS会忽略掉位于JS模块首行的
#!注释，不必担心这行注释是非法语句。 -
然后，我们使用以下命令赋予
node-echo.js文件执行权限。$ chmod +x /home/user/bin/node-echo.js
-
最后，我们在PATH环境变量中指定的某个目录下，例如在
/usr/local/bin下边创建一个软链文件，文件名与我们希望使用的终端命令同名，命令如下：$ sudo ln -s /home/user/bin/node-echo.js /usr/local/bin/node-echo
这样处理后，我们就可以在任何目录下使用node-echo命令了。
Windows
在Windows系统下的做法完全不同，我们得靠.cmd文件来解决问题。假设node-echo.js存放在C:\Users\user\bin目录，并且该目录已经添加到PATH环境变量里了。接下来需要在该目录下新建一个名为node-echo.cmd的文件，文件内容如下：
@node "C:\User\user\bin\node-echo.js" %*
这样处理后，我们就可以在任何目录下使用node-echo命令了。
工程目录
了解了以上知识后，现在我们可以来完整地规划一个工程目录了。以编写一个命令行程序为例，一般我们会同时提供命令行模式和API模式两种使用方式，并且我们会借助三方包来编写代码。除了代码外，一个完整的程序也应该有自己的文档和测试用例。因此，一个标准的工程目录都看起来像下边这样。
- /home/user/workspace/node-echo/ # 工程目录
- bin/ # 存放命令行相关代码
node-echo
+ doc/ # 存放文档
- lib/ # 存放API相关代码
echo.js
- node_modules/ # 存放三方包
+ argv/
+ tests/ # 存放测试用例
package.json # 元数据文件
README.md # 说明文件
其中部分文件内容如下：
/* bin/node-echo */
var argv = require('argv'),
echo = require('../lib/echo');
console.log(echo(argv.join(' ')));
/* lib/echo.js */
module.exports = function (message) {
return message;
};
/* package.json */
{
"name": "node-echo",
"main": "./lib/echo.js"
}
以上例子中分类存放了不同类型的文件，并通过node_moudles目录直接使用三方包名加载模块。此外，定义了package.json之后，node-echo目录也可被当作一个包来使用。
NPM
NPM是随同NodeJS一起安装的包管理工具，能解决NodeJS代码部署上的很多问题，常见的使用场景有以下几种：
-
允许用户从NPM服务器下载别人编写的三方包到本地使用。
-
允许用户从NPM服务器下载并安装别人编写的命令行程序到本地使用。
-
允许用户将自己编写的包或命令行程序上传到NPM服务器供别人使用。
可以看到，NPM建立了一个NodeJS生态圈，NodeJS开发者和用户可以在里边互通有无。以下分别介绍这三种场景下怎样使用NPM。
下载三方包
需要使用三方包时，首先得知道有哪些包可用。虽然npmjs.org提供了个搜索框可以根据包名来搜索，但如果连想使用的三方包的名字都不确定的话，就请百度一下吧。知道了包名后，比如上边例子中的argv，就可以在工程目录下打开终端，使用以下命令来下载三方包。
$ npm install argv ... argv@0.0.2 node_modules\argv
下载好之后，argv包就放在了工程目录下的node_modules目录中，因此在代码中只需要通过require('argv')的方式就好，无需指定三方包路径。
以上命令默认下载最新版三方包，如果想要下载指定版本的话，可以在包名后边加上@<version>，例如通过以下命令可下载0.0.1版的argv。
$ npm install argv@0.0.1 ... argv@0.0.1 node_modules\argv
如果使用到的三方包比较多，在终端下一个包一条命令地安装未免太人肉了。因此NPM对package.json的字段做了扩展，允许在其中申明三方包依赖。因此，上边例子中的package.json可以改写如下：
{
"name": "node-echo",
"main": "./lib/echo.js",
"dependencies": {
"argv": "0.0.2"
}
}
这样处理后，在工程目录下就可以使用npm install命令批量安装三方包了。更重要的是，当以后node-echo也上传到了NPM服务器，别人下载这个包时，NPM会根据包中申明的三方包依赖自动下载进一步依赖的三方包。例如，使用npm install node-echo命令时，NPM会自动创建以下目录结构。
- project/
- node_modules/
- node-echo/
- node_modules/
+ argv/
...
...
如此一来，用户只需关心自己直接使用的三方包，不需要自己去解决所有包的依赖关系。
安装命令行程序
从NPM服务上下载安装一个命令行程序的方法与三方包类似。例如上例中的node-echo提供了命令行使用方式，只要node-echo自己配置好了相关的package.json字段，对于用户而言，只需要使用以下命令安装程序。
$ npm install node-echo -g
参数中的-g表示全局安装，因此node-echo会默认安装到以下位置，并且NPM会自动创建好Linux系统下需要的软链文件或Windows系统下需要的.cmd文件。
- /usr/local/ # Linux系统下
- lib/node_modules/
+ node-echo/
...
- bin/
node-echo
...
...
- %APPDATA%\npm\ # Windows系统下
- node_modules\
+ node-echo\
...
node-echo.cmd
...
发布代码
第一次使用NPM发布代码前需要注册一个账号。终端下运行npm adduser，之后按照提示做即可。账号搞定后，接着我们需要编辑package.json文件，加入NPM必需的字段。接着上边node-echo的例子，package.json里必要的字段如下。
{
"name": "node-echo", # 包名，在NPM服务器上须要保持唯一
"version": "1.0.0", # 当前版本号
"dependencies": { # 三方包依赖，需要指定包名和版本号
"argv": "0.0.2"
},
"main": "./lib/echo.js", # 入口模块位置
"bin" : {
"node-echo": "./bin/node-echo" # 命令行程序名和主模块位置
}
}
之后，我们就可以在package.json所在目录下运行npm publish发布代码了。
版本号
使用NPM下载和发布代码时都会接触到版本号。NPM使用语义版本号来管理代码，这里简单介绍一下。
语义版本号分为X.Y.Z三位，分别代表主版本号、次版本号和补丁版本号。当代码变更时，版本号按以下原则更新。
+ 如果只是修复bug，需要更新Z位。 + 如果是新增了功能，但是向下兼容，需要更新Y位。 + 如果有大变动，向下不兼容，需要更新X位。
版本号有了这个保证后，在申明三方包依赖时，除了可依赖于一个固定版本号外，还可依赖于某个范围的版本号。例如"argv": "0.0.x"表示依赖于0.0.x系列的最新版argv。NPM支持的所有版本号范围指定方式可以查看官方文档。
灵机一点
除了本章介绍的部分外，NPM还提供了很多功能，package.json里也有很多其它有用的字段。除了可以在npmjs.org/doc/查看官方文档外，这里再介绍一些NPM常用命令。
-
NPM提供了很多命令，例如
install和publish，使用npm help可查看所有命令。 -
使用
npm help <command>可查看某条命令的详细帮助，例如npm help install。 -
在
package.json所在目录下使用npm install . -g可先在本地安装当前命令行程序，可用于发布前的本地测试。 -
使用
npm update <package>可以把当前目录下node_modules子目录里边的对应模块更新至最新版本。 -
使用
npm update <package> -g可以把全局安装的对应命令行程序更新至最新版。 -
使用
npm cache clear可以清空NPM本地缓存，用于对付使用相同版本号发布新版本代码的人。 -
使用
npm unpublish <package>@<version>可以撤销发布自己发布过的某个版本代码。
小结
本章介绍了使用NodeJS编写代码前需要做的准备工作，总结起来有以下几点：
-
编写代码前先规划好目录结构，才能做到有条不紊。
-
稍大些的程序可以将代码拆分为多个模块管理，更大些的程序可以使用包来组织模块。
-
合理使用
node_modules和NODE_PATH来解耦包的使用方式和物理路径。 -
使用NPM加入NodeJS生态圈互通有无。
-
想到了心仪的包名时请提前在NPM上抢注。
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