node中Transform的作用是什么

本篇文章給大家分享的是有關node中Transform的作用是什么，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

Transform流特性

在開發中直接接觸Transform流的情況不是很多，往往是使用相對成熟的模塊或者封裝的API來完成流的處理，最為特殊的莫過于through3模塊和gulp流操作。那么，Transform流到底有什么特點呢？

從名稱上說，Transform意為處理，類似于生產流水線上的每一道工序，每道工序針對到來的產品作相應的處理；從結構上看，Transform是一個雙工流，通俗的解釋它既可以作為可讀流，也可作為可寫流。但是，node卻對Transform流針對其特性做了更為特殊的定制，使Transform不是單純的Duplex流。

Transform流由于包含了Readable和Writeable特性，因此Transform在實際使用中有著多種方式：它既可以只作為消費者消費數據，也可同時作為生產者和消費者完成數據中間處理。下面將逐漸深入內部闡述Transform的運行機理及使用技巧。

Transform內部架構

上圖表示一個Transform實例的組成部分：Readable部分緩沖（數組）、內部_read函數、Writeable部分緩沖（鏈表）、內部_write函數、Transform實例必須實現的內部_transform函數以及系統提供的回調函數afterTransform。由于Transform實例同時擁有兩部分緩沖，因此2個緩沖的存儲、消耗的順序也就需要了解，這對于后面使用原生Transform編寫代碼有很大的指導意義。

傳統意義的流（即Readable和Writeable）的實現者都需要實現對應的內部函數_read()和_write()，對于Readable實例而言，_read函數用于準備從源文件中獲取數據并添加到讀緩沖中；對于Writeable實例_write函數則從寫緩沖鏈表中一次刷入到磁盤中。它們分別對應了讀寫流程的首尾步驟，具體可以關注node中的Stream一文。

而Transform中的_read和_write函數的實現大有不同，由于需要兼顧流的處理，因此著重分析Transform的內部函數執行流程。

示例demo：

readable.pipe(transform);

以上段示例代碼為例，transform作為消費者消費readable。

Transform的實例transform擁有transormState和readableState屬性，保存了相關屬性，如tranform狀態信息、回調函數存儲和編碼等。transform作為消費者，會在其write函數中消費數據，在node中的Stream文中介紹了write函數的實現細節，通過內部調用_write函數實現數據的寫入。而在Transform中_write函數已經重寫：

1.保存transform收到的chunk數據、編碼和函數（執行刷新寫緩沖）

2.在一定條件下執行_read函數（當狀態為非轉換下，只要讀緩沖大小未超過設定的大小，則執行_read）

如果一切順利，readable的數據會順利執行transform的**write->_write->_read**，那么原本負責填充讀緩沖的_read在Transform中發生了哪些改變呢？

Transform.prototype._read = function(n) {
 var ts = this._transformState;

 if (ts.writechunk !== null && ts.writecb && !ts.transforming) {
  ts.transforming = true;
  this._transform(ts.writechunk, ts.writeencoding, ts.afterTransform);
 } else {
  // mark that we need a transform, so that any data that comes in
  // will get processed, now that we've asked for it.
  ts.needTransform = true;
 }
};

可見，_read的實現非常簡單，根據條件選擇執行_transform函數。需要注意的是_read的參數n并未有使用，因為是否插入數據至讀緩沖是由開發者在_transform中來決定。相信大家對_transform函數并不陌生，node規定Transform實例必須提供_transform函數，而該函數正是在_read中調用。

_transform有三個參數，第一個為待處理的chunk數據，第二個為編碼，第三個為回調函數。前兩個參數很好理解，我們可以在_transform中盡情的處理數據，最后調用回調函數完成處理。那么，這個回調函數究竟是什么？ 它就是Transform架構圖中的afterTransform函數，它有幾個功能：

1.清空各種狀態信息，如transformState對象的一些屬性，用于下次處理數據使用

2.可選的保存處理結果至讀緩沖區

3.刷新寫緩沖區，執行下一階段的數據流處理

可見，在afterTransform函數執行后，才基本宣告transform第一階段的結束。為何是第一階段呢？因為transform才完成了作為消費者（即Writeable）的作用，如果用戶在_transform中傳入了數據到寫緩沖區，那么此時transform也同時是一個生產者，提供數據讓后面的消費者消費數據，這就涉及到了Transform使用上的問題。

Transform的生產消費實例

const stream = require('stream')
var c = 0;
const readable = stream.Readable({
 highWaterMark: 2,
 read: function () {
  var data = c < 26 ? String.fromCharCode(c++ + 97) : null;
  console.log('push', data);
  this.push(data);
}
})

const transform = stream.Transform({
 highWaterMark: 2,
 transform: function (buf, enc, next) {
  console.log('transform', buf.toString());
  next(null, buf);
 }
})

readable.pipe(transform);

示例代碼很簡單，創建了一個可讀流，向消費者提供a-z的小寫字母；創建了一個轉換流，在_transform函數中針對數據并不做處理僅作打點輸出，并向回調函數傳遞數據至讀緩沖區。我們的目的是通過transform輸出26個小寫字母，但是當前程序執行的結果并不讓人滿意：

執行結果：
push a
push b
transform a
push c
transform b
push d
push e
push f

tranform僅僅處理到字母b,readable也僅僅提供了a-f的數據便戛然而止，這是為何？

這一切都歸結于transform對象。認真讀過上文后我們知道，所有的Transform實例同時有兩個緩沖區，其中寫緩沖區用來接收生產者的數據進行轉換操作，讀緩沖區則緩存數據給消費者使用。而在當前的實現中，transform._transform函數輸出了待處理數據，同時執行next(null, buf);。該函數上文已有分析，即afterTransform函數，第一個參數為Error實例，第二個則為存入讀緩沖區的數據。在本例中，執行完_transform后將處理后的數據存入讀緩沖區，等待后面的消費者消費讀緩沖區的數據。可是，transform后面沒有消費者了，因此transform在處理完字母b存入讀緩沖區后，讀緩沖區已經滿了（設定highWaterMark為2，即讀寫緩沖區的最大值均為2字節）。當字母c、d也執行到tranform._write后，由于不滿足執行transform._read的條件無法執行transform._transform函數，更無法執行afterTransform函數，導致無法刷新寫緩沖區的數據，造成字母c、d貯存在寫緩沖區。而字母e、f則由于transform的寫緩沖區滿（transform.write()返回false），只有存儲在readable的讀緩沖區中，等待消費。這就造成了死循環，readable和transform所有的緩沖區都滿了，流也就停止了。

解決這個問題的方法很簡單，有兩種不同方案：

1.transform的讀緩沖區保持為空

2.增加消費者消費transform的讀緩沖區

其實本質上都是讓transform的讀緩沖區得到消耗。

第一種方案：

保證transform的讀緩沖區為空：

const transform = stream.Transform({
 highWaterMark: 2,
 transform: function (buf, enc, next) {
  console.log('transform', buf.toString())
  next(null, null)
 }
})

只需向next函數傳入null即可，這樣transform消費完數據后即宣告數據處理結束，讀緩沖區始終為空。

第二種方案：

添加消費者：

const transform = stream.Transform({
 highWaterMark: 2,
 transform: function (buf, enc, next) {
  console.log('transform', buf.toString())
  next(null, buf)
 }
})

readable.pipe(transform).pipe(process.stdout);

transform實現不變，只是添加了消費者process.stdout。這樣也同時保證了transform的讀緩沖區處于可添加狀態，也給了afterTransform函數刷新寫緩沖區的機會，開啟新的數據處理流程。

through3的實現

through3的重頭戲在于Transform流，使用through3的API可方便的創建一個Transform實例，完成數據流的處理。

function through3 (construct) {
 return function (options, transform, flush) {
  if (typeof options == 'function') {
   flush   = transform
   transform = options
   options  = {}
  }

  if (typeof transform != 'function')
   transform = noop

  if (typeof flush != 'function')
   flush = null

  return construct(options, transform, flush)
 }
}

module.exports = through3(function (options, transform, flush) {
 var t2 = new DestroyableTransform(options)

 t2._transform = transform

 if (flush)
  t2._flush = flush

 return t2
})

可見，through3模塊僅僅是封裝了Transform的構造函數，并封裝了更為易用的objectMode模式。之所以建議使用through3創建Transform對象，不僅僅是因為其提供了方便的API，更主要的是為了兼容性。Transform對象是屬于Stream2.0的特性，早先版本的node并沒有實現，而通過through3創建的Transform實例在之前版本的node下仍可正常使用，這是由于through3并未引用node默認提供的stream模塊，而是使用社區中較為流行的“readable-stream”模塊。

以上就是node中Transform的作用是什么，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業資訊頻道。