Node.js 命令行程序是如何工作的

你可能已经知道，在终端里可以调用不同的解释器来执行你的程序，比如:

# 执行一段 shell 脚本
sh ./foo.sh
# 执行一段 node.js 代码
node ./bar.js

下一步你想做的可能是省略解释器，直接通过运行 ./foo.sh 或者 ./bar.js 来执行你的程序。想在命令行输入命令时省略解释器，你可以将它写入实际运行的程序中，比如 ./bar.js:

#!/usr/bin/env node
console.log('bar')

这段程序第一行由两部分组成，即 Shebang 和 解释器命令。Shebang 就是开头的 #!，它告诉系统调用后面声明的解释器，而我们需要调用的解释器是 node，执行 /usr/bin/env node 可以寻找到系统 $PATH 里第一个出现的 node 命令。

这样你便可以通过执行 ./bar.js 来执行这段程序了:

❯ chmod +x bar.js
❯ ./bar.js

第一行的 chmod +x bar.js 是让系统允许将文件 bar.js 直接作为一段程序运行。现在你可以成功看到期望的输出:

命令行参数

在网页应用里，我们依靠 URL 来获得展现页面内容所需要的参数，比如依靠路径 /user/egoist 来获取数据并渲染用户 egoist 的页面。而命令行程序所依靠的便是命令行参数。

以刚才的 bar.js 为例，假设你需要将 bar 字符串重复 n 次输出，而 n 是用户决定的，你会这样做:

#!/usr/bin/env node
const times = process.argv[2] || 1
console.log('bar'.repeat(times))

然后在终端可以看到期望的结果:

process.argv 是实际执行的命令参数列表(数组)，比如运行 ./bar 4 实际执行的是 node ./bar 4，第一个参数是解释器命令 node，第二个是被执行的程序路径。而我们这里只需要第三个参数。

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正如浏览器里的 URL 有相应的各种路由解析库一样，将 /user/egoist 解析成 { username: 'egoist' } 之类的，命令行参数当然也有，minimist 便是 node.js 社区里应用最多的一个:

const minimist = require('minimist')

// 大多数情况我们不需要关心 process.argv 的前两项
const argv = minimist(process.argv.slice(2))
console.log(argv)

使用不同的命令执行一下这段代码试试:

之后你便可以灵活地通过 argv 来判断如何输出用户期望的内容了。

命令行参数小贴士:

• 形如 --foo 的叫做 switch，也就是代表了一个布尔值 foo: true，后面不加任何值。
  • 一般用 --no-foo 来表示布尔值 foo: false。
• 形如 --name egoist 的叫做 flag, 即后面要加值，比如字符串和数字。
  • 类似的写法是 --name=egoist，用 = 而不是空格来连接。
• 只有一个连字符的一般用于其它 flag 的简写，比如用 -f 作为 --foo 的简写，使用这两个之中任何一个的效果相同。连字符后面一般是单个字符，而一个连字符加多个字符其实相当于合并了多个简写，比如 -xFd 相当于 -x -F -d。
• 某些命令行参数解释器支持用英文小数点 . 连接的参数，比如: --foo.bar baz，解析之后对象 foo 的属性 bar 的值就是 baz。

命令行程序框架

类似 web 开发，你当然可以完全从头写你的命令行程序，自己实现一个命令行参数解释器，然后自行判断如何根据参数返回结果。

不过这有点浪费时间且本末倒置，如果你就是想学习那些方面的内容，你可以那样干，否则如果你只是想为你的一个奇思妙实现一个命令行工具，那就有点得不偿失，不如直接使用现成的框架来加速达成你原本的目标。

框架干了哪些事

• 根据不同的命令[1]调用不同的模块。
• 自动生成帮助信息，比如执行 git --help 显示的内容。
• 让整个程序更安全，比如指定 flag 哪些是必需的。
• 自动命令补全。

在这里我就不过多介绍框架了，毕竟只要了解原理就能举一反三，不过我还是推荐几个常用的，节省读者的时间:

• Meow: 简单的基于 minimist 的包装，没什么新功能。
• Commander.js: 功能齐全的框架，提供类似 git 的子命令系统，自动生成帮助信息等。
• CAC: 类似 Commander.js 但更轻巧、现代，支持插件。(我做的)
• Yargs: 功能强大的框架，但显得过于臃肿。

这里用 CAC 举个简单的例子，介绍一下如何使用:

// 假设把它放在 cli.js 里
const cli = require('cac')()

// 定义一个命令
cli.command('hi', '打招呼', input => {
  console.log(`Hi ${input[0]}`)
})

// 开始解析 process.argv 并执行相应命令
cli.parse()

执行 ./cli.js 试试:

如你所见，这里只会在执行 hi 命令之后才会打招呼。

同时添加 --help flag 会打印出帮助信息:

配置 package.json

要想让你的程序的可执行文件全局可用，你需要将其加入到系统 PATH 中，而 npm 简化了这一步骤:

{
  "name": "my-cli",
  "bin": "./cli.js"
}

在本地测试时执行 npm link 或者 npm i -g . 系统便有了 my-cli 命令。

这里通过配置 bin 让 npm 在安装程序的时候在 {prefix}/bin 目录创建一个符号链接指向 ./cli.js 的绝对路径。在不同的情况下这个 prefix 不同:

• 全局安装的模块(即 npm install -g)的 prefix 是执行 npm prefix -g 得到的路径。
• 否则将是当前目录里的 ./node_modules/.bin。

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1. 这里的命令指程序中的命令，比如 git 程序中有个命令叫 log，你可以通过执行 git log 使用。 ↩