07 【nodejs内置模块（下）】
07 【nodejs内置模块（下）】
1.stream 模块
stream是Node.js提供的又一个仅在服务区端可用的模块，目的是支持“流”这种数据结构。
什么是流？流是一种抽象的数据结构。想象水流，当在水管中流动时，就可以从某个地方（例如自来水厂）源源不断地到达另一个地方（比如你家的洗手池）。我们也可以把数据看成是数据流，比如你敲键盘的时候，就可以把每个字符依次连起来，看成字符流。这个流是从键盘输入到应用程序，实际上它还对应着一个名字：标准输入流（stdin）。
如果应用程序把字符一个一个输出到显示器上，这也可以看成是一个流，这个流也有名字：标准输出流（stdout）。流的特点是数据是有序的，而且必须依次读取，或者依次写入，不能像Array那样随机定位。
有些流用来读取数据，比如从文件读取数据时，可以打开一个文件流，然后从文件流中不断地读取数据。有些流用来写入数据，比如向文件写入数据时，只需要把数据不断地往文件流中写进去就可以了。
在Node.js中，流也是一个对象，我们只需要响应流的事件就可以了：data事件表示流的数据已经可以读取了，end事件表示这个流已经到末尾了，没有数据可以读取了，error事件表示出错了。
1.1 读取流
const fs = require('fs');
//创建读取流
let rs = fs.createReadStream('hello.txt', 'utf-8');
rs.on('open', function () {
console.log('读取的文件已打开');
}).on('close', function () {
console.log('读取流结束');
}).on('error', err => {
console.log(err);
}).on('data', function (chunk) {
//每一批数据流入完成
console.log('单批数据流入:' + chunk.length);
console.log(chunk);
});
要注意，data事件可能会有多次，每次传递的chunk是流的一部分数据。
读取视频
const fs = require('fs');
//创建读取流
let rs = fs.createReadStream('video.mp4');
//每一批数据流入完成
rs.on('data', function (chunk) {
console.log('单批数据流入:' + chunk.length);
console.log(chunk);
});
1.2 写入流
要以流的形式写入文件，只需要不断调用write()方法，最后以end()结束：
const fs = require('fs');
//创建写入流
let ws = fs.createWriteStream('hello.txt', 'utf-8');
//监听文件打开事件
ws.on('open', function () {
console.log('文件打开');
});
//监听文件关闭事件
ws.on('close', function () {
console.log('文件写入完成，关闭');
});
//文件流式写入
ws.write('helloworld1!', function (err) {
if (err) {
console.log(err);
} else {
console.log('内容1流入完成');
}
});
ws.write('helloworld2!', function (err) {
if (err) {
console.log(err);
} else {
console.log('内容2流入完成');
}
});
//文件写入完成
ws.end(function () {
console.log('文件写入关闭');
});
pipe 就像可以把两个水管串成一个更长的水管一样，两个流也可以串起来。一个Readable流和一个Writable流串起来后，所有的数据自动从Readable流进入Writable流，这种操作叫pipe。
在Node.js中，Readable流有一个pipe()方法，就是用来干这件事的。
让我们用pipe()把一个文件流和另一个文件流串起来，这样源文件的所有数据就自动写入到目标文件里了，所以，这实际上是一个复制文件的程序：
const fs = require('fs');
//创建读取流
let rs = fs.createReadStream('video.mp4');
let ws = fs.createWriteStream('b.mp4');
rs.on('close', function () {
console.log('读取流结束');
});
rs.pipe(ws);
pipe原理
const fs = require('fs');
//创建读取流
let rs = fs.createReadStream('video.mp4');
let ws = fs.createWriteStream('b.mp4');
rs.on('close', function () {
ws.end();
console.log('读取流结束');
});
//每一批数据流入完成
rs.on('data', function (chunk) {
console.log('单批数据流入:' + chunk.length);
ws.write(chunk, () => {
console.log('单批输入流入完成');
});
});
2.资源压缩模块 zib
2.1 概览
做过web性能优化的同学，对性能优化大杀器gzip应该不陌生。浏览器向服务器发起资源请求，比如下载一个js文件，服务器先对资源进行压缩，再返回给浏览器，以此节省流量，加快访问速度。
浏览器通过HTTP请求头部里加上Accept-Encoding，告诉服务器，“你可以用gzip，或者defalte算法压缩资源”。
Accept-Encoding:gzip, deflate
那么，在nodejs里，是如何对资源进行压缩的呢？答案就是Zlib模块。=
2.2 压缩的例子
非常简单的几行代码，就完成了本地文件的gzip压缩。
var fs = require('fs');
var zlib = require('zlib');
var gzip = zlib.createGzip();
var readstream = fs.createReadStream('./extra/fileForCompress.txt');
var writestream = fs.createWriteStream('./extra/fileForCompress.txt.gz');
readstream.pipe(gzip).pipe(writestream);
2.3 解压的例子
同样非常简单，就是个反向操作。
var fs = require('fs');
var zlib = require('zlib');
var gunzip = zlib.createGunzip();
var readstream = fs.createReadStream('./extra/fileForCompress.txt.gz');
var writestream = fs.createWriteStream('./extra/fileForCompress1.txt');
readstream.pipe(gunzip).pipe(writestream);
2.4 服务端gzip压缩
首先判断 是否包含 accept-encoding 首部，且值为gzip。
- 否：返回未压缩的文件。
- 是：返回gzip压缩后的文件。
var http = require('http');
var zlib = require('zlib');
var fs = require('fs');
var filepath = './extra/fileForGzip.html';
var server = http.createServer(function(req, res){
var acceptEncoding = req.headers['accept-encoding'];
var gzip;
if(acceptEncoding.indexOf('gzip')!=-1){ // 判断是否需要gzip压缩
gzip = zlib.createGzip();
// 记得响应 Content-Encoding，告诉浏览器：文件被 gzip 压缩过
res.writeHead(200, {
'Content-Encoding': 'gzip'
});
fs.createReadStream(filepath).pipe(gzip).pipe(res);
}else{
fs.createReadStream(filepath).pipe(res);
}
});
server.listen('3000');
将js大文件返回
const fs = require('fs');
const zlib = require('zlib');//这两个要写在fs模块后面
const gzip = zlib.createGzip();
const http = require('http');
http
.createServer((req, res) => {
let rs = fs.createReadStream('hello.js');
res.writeHead(200, {
'Content-Type': 'application/x-javascript;charset=utf-8',
'Content-Encoding': 'gzip',
});
rs.pipe(gzip).pipe(res);
})
.listen(3000, () => {
console.log('server start');
});
2.5 服务端字符串gzip压缩
代码跟前面例子大同小异。这里采用了 zlib.gzipSync(str) 对字符串进行gzip压缩。
var http = require('http');
var zlib = require('zlib');
var responseText = 'hello world';
var server = http.createServer(function(req, res){
var acceptEncoding = req.headers['accept-encoding'];
if(acceptEncoding.indexOf('gzip')!=-1){
res.writeHead(200, {
'content-encoding': 'gzip'
});
res.end(zlib.gzipSync(responseText) );
}else{
res.end(responseText);
}
});
server.listen('3000');
3.数据加密模块 crypto
crypto模块的目的是为了提供通用的加密和哈希算法。用纯JavaScript代码实现这些功能不是不可能，但速度会非常慢。Nodejs用C/C++实现这些算法后，通过cypto这个模块暴露为JavaScript接口，这样用起来方便，运行速度也快。
3.1 hash例子
hash.digest([encoding])：计算摘要。encoding可以是hex、latin1或者base64。如果声明了encoding，那么返回字符串。否则，返回Buffer实例。注意，调用hash.digest()后，hash对象就作废了，再次调用就会出错。
hash.update(data[, input_encoding])：input_encoding可以是utf8、ascii或者latin1。如果data是字符串，且没有指定 input_encoding，则默认是utf8。注意，hash.update()方法可以调用多次。
var crypto = require('crypto');
var fs = require('fs');
var content = fs.readFileSync('./test.txt', {encoding: 'utf8'});
var hash = crypto.createHash('sha256');
var output;
hash.update(content);
output = hash.digest('hex');
console.log(output);
// 输出内容为：
// b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9
也可以这样：
var crypto = require('crypto');
var fs = require('fs');
var input = fs.createReadStream('./test.txt', {encoding: 'utf8'});
var hash = crypto.createHash('sha256');
hash.setEncoding('hex');
input.pipe(hash).pipe(process.stdout)
// 输出内容为：
// b94d27b9934d3e08a52e52d7da7dabfac484efe37a5380ee9088f7ace2efcde9
hash.digest()后，再次调用digest()或者update()
var crypto = require('crypto');
var fs = require('fs');
var content = fs.readFileSync('./test.txt', {encoding: 'utf8'});
var hash = crypto.createHash('sha256');
var output;
hash.update(content);
hash.digest('hex');
// 报错：Error: Digest already called
hash.update(content);
// 报错：Error: Digest already called
hash.digest('hex');
3.2 HMAC例子
HMAC的全称是Hash-based Message Authentication Code，也即在hash的加盐运算。
具体到使用的话，跟hash模块差不多，选定hash算法，指定“盐”即可。
例子1：
var crypto = require('crypto');
var fs = require('fs');
var hmac = crypto.createHmac('sha256', 'secret');
var input = fs.readFileSync('./test.txt', {encoding: 'utf8'});
hmac.update(input);
console.log( hmac.digest('hex') );
// 输出：
// 734cc62f32841568f45715aeb9f4d7891324e6d948e4c6c60c0621cdac48623a
例子2：
var crypto = require('crypto');
var fs = require('fs');
var hmac = crypto.createHmac('sha256', 'secret');
var input = fs.createReadStream('./test.txt', {encoding: 'utf8'});
hmac.setEncoding('hex');
input.pipe(hmac).pipe(process.stdout)
// 输出：
// 734cc62f32841568f45715aeb9f4d7891324e6d948e4c6c60c0621cdac48623a
3.3 MD5例子
MD5（Message-Digest Algorithm）是计算机安全领域广泛使用的散列函数（又称哈希算法、摘要算法），主要用来确保消息的完整和一致性。常见的应用场景有密码保护、下载文件校验等。
特点
- 运算速度快：对
jquery.js求md5值，57254个字符，耗时1.907ms - 输出长度固定：输入长度不固定，输出长度固定（128位）。
- 运算不可逆：已知运算结果的情况下，无法通过通过逆运算得到原始字符串。
- 高度离散：输入的微小变化，可导致运算结果差异巨大。
- 弱碰撞性：不同输入的散列值可能相同。
应用场景
- 文件完整性校验：比如从网上下载一个软件，一般网站都会将软件的md5值附在网页上，用户下载完软件后，可对下载到本地的软件进行md5运算，然后跟网站上的md5值进行对比，确保下载的软件是完整的（或正确的）
- 密码保护：将md5后的密码保存到数据库，而不是保存明文密码，避免拖库等事件发生后，明文密码外泄。
- 防篡改：比如数字证书的防篡改，就用到了摘要算法。（当然还要结合数字签名等手段）
var crypto = require('crypto');
var md5 = crypto.createHash('md5');
var result = md5.update('a').digest('hex');
// 输出：0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
console.log(result);
3.4 例子：密码保护
前面提到，将明文密码保存到数据库是很不安全的，最不济也要进行md5后进行保存。比如用户密码是123456，md5运行后，得到输出：e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e。
这样至少有两个好处：
- 防内部攻击：网站主人也不知道用户的明文密码，避免网站主人拿着用户明文密码干坏事。
- 防外部攻击：如网站被黑客入侵，黑客也只能拿到md5后的密码，而不是用户的明文密码。
示例代码如下：
var crypto = require('crypto');
function cryptPwd(password) {
var md5 = crypto.createHash('md5');
return md5.update(password).digest('hex');
}
var cryptedPassword = cryptPwd('123456');
console.log(cryptedPassword);
// 输出：e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
单纯对密码进行md5不安全
前面提到，通过对用户密码进行md5运算来提高安全性。但实际上，这样的安全性是很差的，为什么呢？
稍微修改下上面的例子，可能你就明白了。相同的明文密码，md5值也是相同的。
var crypto = require('crypto');
function cryptPwd(password) {
var md5 = crypto.createHash('md5');
return md5.update(password).digest('hex');
}
console.log( cryptPwd('123456') );
// 输出：e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
console.log( cryptPwd('123456') );
// 输出：e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
也就是说，当攻击者知道算法是md5，且数据库里存储的密码值为e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e时，理论上可以可以猜到，用户的明文密码就是123456。
事实上，彩虹表就是这么进行暴力破解的：事先将常见明文密码的md5值运算好存起来，然后跟网站数据库里存储的密码进行匹配，就能够快速找到用户的明文密码。（这里不探究具体细节）
那么，有什么办法可以进一步提升安全性呢？答案是：密码加盐。
密码加盐
“加盐”这个词看上去很玄乎，其实原理很简单，就是在密码特定位置插入特定字符串后，再对修改后的字符串进行md5运算。
例子如下。同样的密码，当“盐”值不一样时，md5值的差异非常大。通过密码加盐，可以防止最初级的暴力破解，如果攻击者事先不知道”盐“值，破解的难度就会非常大。
var crypto = require('crypto');
function cryptPwd(password, salt) {
// 密码“加盐”
var saltPassword = password + ':' + salt;
console.log('原始密码：%s', password);
console.log('加盐后的密码：%s', saltPassword);
// 加盐密码的md5值
var md5 = crypto.createHash('md5');
var result = md5.update(saltPassword).digest('hex');
console.log('加盐密码的md5值：%s', result);
}
cryptPwd('123456', 'abc');
// 输出：
// 原始密码：123456
// 加盐后的密码：123456:abc
// 加盐密码的md5值：51011af1892f59e74baf61f3d4389092
cryptPwd('123456', 'bcd');
// 输出：
// 原始密码：123456
// 加盐后的密码：123456:bcd
// 加盐密码的md5值：55a95bcb6bfbaef6906dbbd264ab4531