commander.js 原理解析

[hoperyy]

概览

commander.js 7.0.0版本的核心代码就一个文件index.js，2200多行代码，代码的注释比较丰富，代码可读性也是不错的，感兴趣的同学可以通读一下。

commander.js包含以下类：

• Option
• Help
• Command
• CommandError
• InvalidOptionArgumentError

如下图：

Option类

Options类的实例存储选项的各类信息:

• 选项是否必填(requred)
• 描述信息(description)
• 可变参数(variadic)
• 是否反向boolean，也就是--no-xx类型的选项
• 长名称/短名称，也就是-c, --cheese
• 参数的值
• 其他

命令行实例执行program.option("-c, --cheese", "add cheese")，会创建一个新的Option实例，存储该选项的各类信息。

Option类内部通过各种正则和字符串的计算各类信息。

比如，Option类接受参数的长短名称有三种写法：

• "-c, --cheese"
• "-c|--cheese"
• "-c --cheese"

其解析参数的时候以正则/[ |,]+/对字符串做分隔计算: flags.split(/[ |,]+/)。

Help类

Help类主要负责帮助信息的展示、配置等工作。

比如执行命令行node index.js -h会打印出：

Usage: index [options]

Options:
    -v, --version           output the version number
    -d, --debug             output extra debugging
    -c, --cheese <type>     cheese type (default: "blue")
    -b, --banana [type]     banana type
    -i, --integer <number>  integer argument
    -h, --help              display help for command

Help类中相对值得说的是formatHelp方法了。

formatHelp接收当前命令行和help实例对象，返回格式化后的帮助信息。

在生成帮助信息的过程中，有几个小的编程技巧可以借鉴：

• 日志信息字符串，通过数组形式组织，最终拼接为字符串

  该方法对比直接拼接字符串，代码可维护性更强。

• 利用String.prototype.padEnd方法实现字符串补全

  日常工作中用到该方法的场景可能不多，容易遗漏。

  比如：'hello'.padEnd(7, '~')的结果是hello~~。

  在formatHelp里用空格补全，用于字符串显示的格式化。

Command类

Command类是commander.js的核心类，提供了命令行的各类方法。

下图是Command类使用时的主要流程：

我们简要介绍下其中的一些点：

• version(str, flags, description)

  该方法注册了命令的版本信息，利用createOption()实现的一个快捷方法。

• command(nameAndArgs, actionOptsOrExecDesc, execOpts)

  该方法注册子命令，有两种模式：

  • 绑定函数实现命令

    program
        .command('start')
        .action(function() {
            console.log('actor');
        });

    执行node index start的时候，会执行action注册的回调，打印actor。

  • 启动独立文件执行命令

    program.command('start', 'start runner');

    执行node index start的时候，会启动index-start.js文件。

  该方法内部通过是否含有描述信息判断是哪种模式。

• 重复注册命令时，会使用第一个注册的命令

  比如：

  program
          .command('start')
          .action(function() {
              console.log('start 1');
          });
  program
          .command('start')
          .action(function() {
              console.log('start 2');
          });

  在执行node index start的时候，只会打印start 1，因为内部找到匹配的命令的代码是：

  this.commands.find(cmd => cmd._name === name || cmd._aliases.includes(name));

  Array.prototype.find方法会返回数组第一个匹配的元素。

• EventEmitter在Command类中的使用

  Node内置模块EventEmitter提供了事件机制，最常见的api是on/emit。

  Command类中几处利用事件机制的地方举例：

  • 注册选项参数时，会注册option:${optionName}事件(on(option:${optionName}))，在命令行执行时触发回调(emit(option:${optionName}))。
  • 执行命令时，如果没有匹配的命令，会通过this.listenerCount('command:*')获取command:xx事件(*为通配符)的监听者数量，决定是否触发该事件

Error类

下图是Commander.js内部定义的几个Error类的继承关系。

在内部实现上，分别定义了每个类自身的特殊字段。但值得注意的是，Error.captureStackTrace(this, this.constructor)被频繁使用。

• Error.captureStackTrace使用

  Error.captureStackTrace(targetObject[, constructorOpt])

  其作用是在targetObject中添加一个stack属性。当访问targetObject.stack时，将以字符串的形式返回Error.captureStackTrace方法被调用时的代码位置信息。举例：

  index.js

  > 1 const myObject = {};
  > 2 Error.captureStackTrace(myObject);
  > 3 console.log(myObject.stack);

  执行node index.js后，终端输出：

  Error
      at Object.<anonymous> (xxx/index.js:2:7)
      at Module._compile (internal/modules/cjs/loader.js:689:30)
      at ...
      at ...

  当传入constructorOpt时，代码如：

  > 1 function MyError() {
  > 2    Error.captureStackTrace(this, MyError);
  > 3 }
  > 4
  > 5 console.log(new MyError().stack)

  终端输出：

  Error
      at Object.<anonymous> (xxx/index.js:5:13)
      at Module._compile (internal/modules/cjs/loader.js:689:30)
      at ...
      at ...

  可以看出，MyError函数内部的堆栈细节被隐藏了。

• Error.captureStackTrace优点

  相对于new Error().stack，Error.captureStackTrace有以下优点：

  • 更简洁

    无需new一个新的Error对象，节省内存空间，同时代码上也会更加优雅。

    一般而言，捕获错误信息通常的做法是：

    try {
        new Error();
    } catch(err) {
        // err.stack 包含了堆栈信息，可以对其处理
    }

    而使用Error.captureStackTrace可以直接获取堆栈信息，实现方式更简洁。

  • 更安全

    如果需要忽略部分堆栈信息，使用Error.captureStackTrace会更加方便，无需手工操作。

  • 更少资源

    使用Error.captureStackTrace时，只有访问targetObject.stack时，才会进行堆栈信息的格式化工作。

    如果targetObj.stack未被访问，则堆栈信息的格式化工作会被省略，从而节省计算资源。

• Error.captureStackTrace使用场景

  Error.captureStackTrace并不是Node.js创造的，而是V8引擎的Stack Trace API。语法上，Node.js中的Error.captureStackTrace()与V8引擎中所暴露的接口完全一致。

  事实上，Node.js的Error类中，所有与stack trace有关的内容均依赖于V8的Stack Trace API。

  因此，Error.captureStackTrace(targetObject[, constructorOpt])使用的场景有：

  • 基于V8引擎的运行环境，如Node.js、Chrome浏览器

  • Error.captureStackTrace(this, MyError)

    作用也是隐藏构造函数内部的堆栈信息，但需要明确指定构造函数名，通用性不强。

  • Error.captureStackTrace(this, arguments.callee)

    arguments.callee表示当前函数，也有通用性。但ES3及之后的严格模式禁用了arguments.callee，因此不建议使用。

  • Error.captureStackTrace(this, this.constructor)

    该做法可以隐藏构造函数内部的堆栈信息，无需指定构造函数名，通用型强。