深入理解Node.js 的 API 設(shè)計(jì)的源頭：POSIX
如果你用過 Node.js 的 api，會不會覺得奇怪，為什么 api 的名字是這樣的：
比如創(chuàng)建目錄：
- const fs = require('fs');
- fs.mkdir('/a/b/c', { recursive: true }, (err) => {
- if (err) throw err;
- });
創(chuàng)建進(jìn)程：
- const childProcess = require('child_process');
- childProcess.fork('a/b/c.js');
- childProcess.execFile('a/b/dddd');
- childProcess.exec('"/path/to/test file/test.sh" arg1 arg2');
- childProcess.spawn('ls', ['-lh', '/usr']);
mkdir、fork、exec、spawn 等，這些名字是怎么起的?
如果你用過 linux 命令或者 c 的函數(shù)庫，你會發(fā)現(xiàn)這些 api 在命令和 c 函數(shù)庫中也都是這個名字。
為什么會這樣呢?這些 api 是什么標(biāo)準(zhǔn)么?
沒錯，這就是 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)
POSIX 是什么
POSIX 是 portable operating system interface (可移植的操作系統(tǒng)接口)的縮寫，x 是 unix 的意思，也就是從 unix 繼承而來。
因?yàn)椴煌僮飨到y(tǒng)如果提供的函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用不一樣，那么基于操作系統(tǒng)的上層應(yīng)用程序的源代碼就不一樣，這就導(dǎo)致了一個平臺寫的代碼沒法在另一個平臺上編譯。
怎么辦呢?
如果每個操作系統(tǒng)提供的 api 一樣呢?不管操作系統(tǒng)底層怎么實(shí)現(xiàn)這些能力的，只要暴露出同樣的 api 給應(yīng)用程序即可，這樣源代碼是跨平臺的，在不同的操作系統(tǒng)上編譯之后就能跑起來。
這個統(tǒng)一操作系統(tǒng)暴露的 api 的標(biāo)準(zhǔn)就是 POSIX。
可以把這個 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)理解為 ts 里面定義的一個 interface，只要實(shí)現(xiàn)了這個 interface 的 api 就是兼容 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)的。
POSIX 最早是 unix 擴(kuò)展而來，linux 實(shí)現(xiàn)了這個 POSIX 的標(biāo)準(zhǔn)，而后來 windows 迫于壓力，也不得不兼容了 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)，不然很多 linux 的應(yīng)用程序在 windows 上就跑不起來。我們常用的 osx 也是。
所以說，POSIX 是操作系統(tǒng)向上層應(yīng)用提供能力的一些標(biāo)準(zhǔn)接口，包括系統(tǒng)調(diào)用、c 函數(shù)庫、shell 命令。
- 所謂的標(biāo)準(zhǔn)是指被 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織承認(rèn)的，這是一個國際組織，成員遍布各個國家，是制定各種國際標(biāo)準(zhǔn)的組織。POSIX 就是 ISO/IEC 9945 標(biāo)準(zhǔn)(IEC 是電子方向的標(biāo)準(zhǔn)化組織)。其實(shí) POSIX 是 IEEE 提出來的，這是一個美國的標(biāo)準(zhǔn)化組織，他提出的標(biāo)準(zhǔn)被 ISO 承認(rèn)會成為國際標(biāo)準(zhǔn)，比如 POSIX 就是他們提出的 IEEE Std 1003 標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在被 ISO 承認(rèn)，成為了 ISO/IEC 9945 標(biāo)準(zhǔn)。
POSIX 有哪些內(nèi)容
我們來看一下支持 posix 的 linux 提供了哪些系統(tǒng)調(diào)用(系統(tǒng)調(diào)用指的是在內(nèi)核代碼中提供的程序)：
進(jìn)程控制：
- fork 創(chuàng)建一個新進(jìn)程
- execv 運(yùn)行可執(zhí)行文件
- exit 中止進(jìn)程
文件讀寫
- open 打開文件
- close 關(guān)閉文件描述符
- write 寫文件
- read 讀文件
- truncate 截?cái)辔募?/li>
- fsync 把文件在內(nèi)存的部分寫入磁盤
文件系統(tǒng)相關(guān)
- access 確定文件是否可存取
- chdir 改變當(dāng)前工作目錄
- chown 改變文件的屬主或者用戶組
- stat 取文件狀態(tài)信息
- mkdir 創(chuàng)建目錄
- symlink 創(chuàng)建符號鏈接
- unlink 刪除鏈接
等
這些系統(tǒng)調(diào)用很多在 Node.js 里有同名的 api，shell 也有同名的命令：
比如:
- fs.stats
- fs.access
- fs.chown
- fs.mkdir
- fs.open
- fs.close
- fs.read
- fs.write
- child_process.fork
- child_process.exec
- child_process.execFile
等
Node.js api 的特點(diǎn)
Node.js 是一個 js 的運(yùn)行時(shí)，基于 v8 來注入很多提供操作系統(tǒng)能力的 api 給 js 調(diào)用，而這些 api 的設(shè)計(jì)很多都是直接用的 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)的 api 名字，沒有做很多抽象。
Java 的 JRE(java runtime) 也提供了操作系統(tǒng)能力的抽象，但是那些 api 卻和操作系統(tǒng) POSIX 的 api 關(guān)系不大，而且融入了很多設(shè)計(jì)模式的東西，比如 io 流的裝飾器模式。
Node.js 的 api 的特點(diǎn)就是抽象并不多，而且很多 api 名字和 linux 命令都很像，貼近 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)。所以學(xué)習(xí) Node.js 的時(shí)候還是要學(xué)習(xí)下 linux 命令的，這兩者在設(shè)計(jì)上有一定的關(guān)系。
總結(jié)
POSIX 標(biāo)準(zhǔn)是操作系統(tǒng)能力的標(biāo)準(zhǔn)，定義了操作系統(tǒng)應(yīng)該暴露什么 api 給應(yīng)用程序，包括 shell 命令、c 函數(shù)庫、系統(tǒng)調(diào)用等標(biāo)準(zhǔn)。POSIX 標(biāo)準(zhǔn)使得應(yīng)用程序在源碼層面是可以跨平臺移植的，分別在不同平臺做編譯即可。
POSIX 是 ISO 承認(rèn)的國際化標(biāo)準(zhǔn)，最早是由美國的一個標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 IEEE 提出的。ISO 是專門定制國際標(biāo)準(zhǔn)的組織，有很多國家的成員參與。
Node.js 的 api 并沒有做很多抽象，名字也很大部分和 POSIX 標(biāo)準(zhǔn)的 api 比較像，這是它的特點(diǎn)，相比之下，JRE 暴露給 java 的 api 則做了很多抽象。
因?yàn)?Node.js 的 api 很多和 c 函數(shù)庫、shell 命令比較接近，所以學(xué)習(xí) Node.js 結(jié)合學(xué)習(xí) shell 命令，或者會 c 的可以再學(xué)下系統(tǒng)的函數(shù)庫會有更多的收獲。
了解 POSIX，是理解 Node.js api 設(shè)計(jì)，學(xué)好 Node.js 的前提。
