Node.js 构建命令行工具：实现 ls 命令的 -a 和 -l 选项
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。
#!/usr/bin/env nodeconsole.log('hello nodejs')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。
bin: { "ice-ls": "./bin/index.js"}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。
function parseArgv() {const argvList = process.argv.slice(2); // 忽略前两个默认参数let isAll = false;let isList = false;argvList.forEach((item) => { if (item.includes("a")) { isAll = true; } if (item.includes("l")) { isList = true; }});return { isAll, isList,};}module.exports = {parseArgv,};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。
#!/usr/bin/env nodeconst fs = require("fs");const { parseArgv } = require("./parseArgv");const dir = process.cwd(); // 获取当前工作目录let files = fs.readdirSync(dir); // 读取目录内容let output = "";const { isAll, isList } = parseArgv();if (isAll) {files = [".", ".."].concat(files); // 添加 . 和 ..} else {files = files.filter((item) => item.indexOf(".") !== 0); // 过滤掉隐藏文件}let total = 0; // 初始化文件系统块的总用量if (!isList) {files.forEach((file) => { output += `${file} `;});} else {files.forEach((file, index) => { output += file; if (index !== files.length - 1) { output += "\n"; // 如果不是最后一个元素，则换行 }});}if (!isList) {console.log(output);} else {console.log(`total ${total}`);console.log(output);}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）
const fs = require("fs");function getFileType(mode) {const S_IFDIR = fs.constants.S_IFDIR;const S_IFREG = fs.constants.S_IFREG;const S_IFLINK = fs.constants.S_IFLINK;if (mode & S_IFDIR) return "d";if (mode & S_IFREG) return "-";if (mode & S_IFLINK) return "l"; return '?'; // 若无法识别，则返回问号}module.exports = {getFileType,};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：
const fs = require("fs");function getAuth(mode) {const S_IRUSR = mode & fs.constants.S_IRUSR ? "r" : "-";const S_IWUSR = mode & fs.constants.S_IWUSR ? "w" : "-";const S_IXUSR = mode & fs.constants.S_IXUSR ? "x" : "-";const S_IRGRP = mode & fs.constants.S_IRGRP ? "r" : "-";const S_IWGRP = mode & fs.constants.S_IWGRP ? "w" : "-";const S_IXGRP = mode & fs.constants.S_IXGRP ? "x" : "-";const S_IROTH = mode & fs.constants.S_IROTH ? "r" : "-";const S_IWOTH = mode & fs.constants.S_IWOTH ? "w" : "-";const S_IXOTH = mode & fs.constants.S_IXOTH ? "x" : "-";return ( S_IRUSR + S_IWUSR + S_IXUSR + S_IRGRP + S_IWGRP + S_IXGRP + S_IROTH + S_IWOTH + S_IXOTH);}module.exports = {getAuth,};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。
const path = require("path");const { getAuth } = require("./getAuth");const { getFileType } = require("./getFileType");files.forEach((file, index) => {const filePath = path.join(dir, file);const stat = fs.statSync(filePath);const { mode } = stat;// 获取权限const type = getFileType(mode);const auth = getAuth(mode);// 获取文件名，增加空格const fileName = ` ${file}`;output += `${type}${auth}${fileName}`;// 除了最后一个元素，都需要换行if (index !== files.length - 1) { output += "\n";}});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。
const { mode, size } = stat;// 获取文件链接数const count = stat.nlink.toString().padStart(3, " ");// 获取文件大小const fileSize = size.toString().padStart(5, " ");// 获取文件系统块的总用量total += stat.blocks;output += `${type}${auth}${count}${fileName}`;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 <uid> 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 <uid> 命令获取与用户关联的所有组ID列表，然后再使用 id -Gn <uid> 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：
const { execSync } = require("child_process");function getFileUser(stat) {const { uid, gid } = stat;// 获取用户名const username = execSync("id -un " + uid) .toString() .trim();// 获取组名列表及对应关系const groupIds = execSync("id -G " + uid) .toString() .trim() .split(" ");const groupIdsName = execSync("id -Gn " + uid) .toString() .trim() .split(" ");const index = groupIds.findIndex((id) => +id === +gid);const groupName = groupIdsName;return { username, groupName,};}module.exports = {getFileUser,};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。
const { getFileUser } = require("./getFileUser");再调整一下输出的内容
// 获取用户名const { username, groupName } = getFileUser(stat);const u = username.padStart(9, " ");const g = groupName.padStart(7, " ");output += `${type}${auth}${count}${u}${g}${fileSize}${fileName}`;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：
// 定义月份对应关系const monthObj = {1: "Jan",2: "Feb",3: "Mar",4: "Apr",5: "May",6: "Jun",7: "Jul",8: "Aug",9: "Sep",10: "Oct",11: "Nov",12: "Dec",};module.exports = {monthObj,};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：
function getFileTime(stat) {const { mtimeMs } = stat;const mTime = new Date(mtimeMs);const month = mTime.getMonth() + 1; // 获取月份，注意JavaScript中月份从0开始计数const date = mTime.getDate();// 不足2位在前一位补齐0const hour = mTime.getHours().toString().padStart(2, 0);const minute = mTime.getMinutes().toString().padStart(2, 0);return { month, date, hour, minute,};}module.exports = {getFileTime,};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：
const { getFileTime } = require("./getFileTime");const { monthObj } = require("./config");// ...其他代码...// 获取创建时间const { month, date, hour, minute } = getFileTime(stat);const m = monthObj.toString().padStart(4, " ");const d = date.toString().padStart(3, " ");const t = ` ${hour}:${minute}`;output += `${type}${auth}${count}${u}${g}${fileSize}${m}${d}${t}${fileName}`;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：
npm unlink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：
npm login登录后，就可以通过以下命令将包发布到 npm 仓库：
npm publish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。
#!/usr/bin/env nodeconst fs = require("fs");const path = require("path");const { parseArgv } = require("./parseArgv");const { getAuth } = require("./getAuth");const { getFileType } = require("./getFileType");const { getFileUser } = require("./getFileUser");const { getFileTime } = require("./getFileTime");const { monthObj } = require("./config");const dir = process.cwd();let files = fs.readdirSync(dir);let output = "";const { isAll, isList } = parseArgv();if (isAll) {files = [".", ".."].concat(files);} else {files = files.filter((item) => item.indexOf(".") !== 0);}let total = 0;if (!isList) {files.forEach((file) => { output += `${file} `;});} else {files.forEach((file, index) => { const filePath = path.join(dir, file); const stat = fs.statSync(filePath); const { mode, size } = stat; // 获取权限 const type = getFileType(mode); const auth = getAuth(mode); // 获取文件链接数 const count = stat.nlink.toString().padStart(3, " "); // 获取用户名 const { username, groupName } = getFileUser(stat); const u = username.padStart(9, " "); const g = groupName.padStart(7, " "); // 获取文件大小 const fileSize = size.toString().padStart(5, " "); // 获取创建时间 const { month, date, hour, minute } = getFileTime(stat); const m = monthObj.toString().padStart(4, " "); const d = date.toString().padStart(3, " "); const t = ` ${hour}:${minute}`; // 获取文件名 const fileName = ` ${file}`; total += stat.blocks; output += `${type}${auth}${count}${u}${g}${fileSize}${m}${d}${t}${fileName}`; // 除了最后一个元素，都需要换行 if (index !== files.length - 1) { output += "\n"; }});}if (!isList) {console.log(output);} else {console.log(`total ${total}`);console.log(output);}
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