分析Nodejs的Stream模塊

發布時間：2021-11-06 15:09:52 來源：億速云閱讀：109 作者：iii 欄目：web開發

這篇文章主要講解了“分析Nodejs的Stream模塊”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“分析Nodejs的Stream模塊”吧！

　　一，開篇分析
　　流是一個抽象接口，被 Node 中的很多對象所實現。比如對一個 HTTP 服務器的請求是一個流，stdout 也是一個流。流是可讀，可寫或兼具兩者的。
　　最早接觸Stream是從早期的unix開始的，數十年的實踐證明Stream 思想可以很簡單的開發出一些龐大的系統。
　　在unix里，Stream是通過 "|" 實現的。在node中，作為內置的stream模塊，很多核心模塊和三方模塊都使用到。
　　和unix一樣，node stream主要的操作也是.pipe()，使用者可以使用反壓力機制來控制讀和寫的平衡。
　　Stream 可以為開發者提供可以重復使用統一的接口，通過抽象的Stream接口來控制Stream之間的讀寫平衡。
　　一個TCP連接既是可讀流，又是可寫流，而Http連接則不同，一個http request對象是可讀流，而http response對象則是可寫流。
　　流的傳輸過程默認是以buffer的形式傳輸的，除非你給他設置其他編碼形式,以下是一個例子：

1.

2.

3. 　　var http = require('http') ;

4. 　　var server = http.createServer(function(req,res){

5. 　　res.writeHeader(200, {'Content-Type': 'text/plain'}) ;

6. 　　res.end("Hello,大熊!") ;

7. 　　}) ;

8. 　　server.listen(8888) ;

9. 　　console.log("http server running on port 8888 ...") ;

　　運行后會有亂碼出現，原因就是沒有設置指定的字符集，比如：“utf-8” 。
　　修改一下就好：
　　var http = require('http') ;

2. 　　var server = http.createServer(function(req,res){

3. 　　res.writeHeader(200,{

4. 　　'Content-Type' : 'text/plain;charset=utf-8' // 添加charset=utf-8

5. 　　}) ;

6. 　　res.end("Hello,大熊!") ;

7. 　　}) ;

8. 　　server.listen(8888) ;

9. 　　console.log("http server running on port 8888 ...") ;

　　運行結果：
　　為什么使用Stream
　　node中的I/O是異步的，因此對磁盤和網絡的讀寫需要通過回調函數來讀取數據，下面是一個文件下載例子
　　上代碼：

2. 　　var http = require('http') ;

3. 　　var fs = require('fs') ;

4. 　　var server = http.createServer(function (req, res) {

5. 　　fs.readFile(__dirname + '/data.txt', function (err, data) {

6. 　　res.end(data);

7. 　　}) ;

8. 　　}) ;

9. 　　server.listen(8888) ;

　　代碼可以實現需要的功能，但是服務在發送文件數據之前需要緩存整個文件數據到內存，如果"data.txt"文件很
　　大并且并發量很大的話，會浪費很多內存。因為用戶需要等到整個文件緩存到內存才能接受的文件數據，這樣導致
　　用戶體驗相當不好。不過還好(req,res)兩個參數都是Stream，這樣我們可以用fs.createReadStream()代替fs.readFile()。如下：

　　var http = require('http') ;

2. 　　var fs = require('fs') ;

3. 　　var server = http.createServer(function (req, res) {

4. 　　var stream = fs.createReadStream(__dirname + '/data.txt') ;

5. 　　stream.pipe(res) ;

6. 　　}) ;

7. 　　server.listen(8888) ;

　　.pipe()方法監聽fs.createReadStream()的'data' 和'end'事件，這樣"data.txt"文件就不需要緩存整
　　個文件，當客戶端連接完成之后馬上可以發送一個數據塊到客戶端。使用.pipe()另一個好處是可以解決當客戶
　　端延遲非常大時導致的讀寫不平衡問題。
　　有五種基本的Stream：readable，writable，transform，duplex，and "classic” 。(具體使用請自己查閱api)
　　二，實例引入
　　當內存中無法一次裝下需要處理的數據時，或者一邊讀取一邊處理更加高效時，我們就需要用到數據流。NodeJS中通過各種Stream來提供對數據流的操作。
　　以大文件拷貝程序為例，我們可以為數據源創建一個只讀數據流，示例如下：
　　var rs = fs.createReadStream(pathname);

2. 　　rs.on('data', function (chunk) {

3. 　　doSomething(chunk) ; // 具體細節自己任意發揮

4. 　　});

5. 　　rs.on('end', function () {

6. 　　cleanUp() ;

7. 　　}) ;

　　代碼中data事件會源源不斷地被觸發，不管doSomething函數是否處理得過來。代碼可以繼續做如下改造，以解決這個問題。

1.

2.

3. 　　var rs = fs.createReadStream(src) ;

4. 　　rs.on('data', function (chunk) {

5. 　　rs.pause() ;

6. 　　doSomething(chunk, function () {

7. 　　rs.resume() ;

8. 　　}) ;

9. 　　}) ;

10. 　　rs.on('end', function () {

11. 　　cleanUp();

12. 　　}) ;

　　給doSomething函數加上了回調，因此我們可以在處理數據前暫停數據讀取，并在處理數據后繼續讀取數據。
　　此外，我們也可以為數據目標創建一個只寫數據流，如下：
　　var rs = fs.createReadStream(src) ;

2. 　　var ws = fs.createWriteStream(dst) ;

3. 　　rs.on('data', function (chunk) {

4. 　　ws.write(chunk);

5. 　　}) ;

6. 　　rs.on('end', function () {

7. 　　ws.end();

8. 　　}) ;

　　doSomething換成了往只寫數據流里寫入數據后，以上代碼看起來就像是一個文件拷貝程序了。但是以上代碼存在上邊提到的問題，如果寫入速度跟不上讀取速度的話，只寫數據流內部的緩存會爆倉。我們可以根據.write方法的返回值來判斷傳入的數據是寫入目標了，還是臨時放在了緩存了，并根據drain事件來判斷什么時候只寫數據流已經將緩存中的數據寫入目標，可以傳入下一個待寫數據了。因此代碼如下：
　　var rs = fs.createReadStream(src) ;

2. 　　var ws = fs.createWriteStream(dst) ;

3. 　　rs.on('data', function (chunk) {

4. 　　if (ws.write(chunk) === false) {

5. 　　rs.pause() ;

6. 　　}

7. 　　}) ;

8. 　　rs.on('end', function () {

9. 　　ws.end();

10. 　　});

11. 　　ws.on('drain', function () {

12. 　　rs.resume();

13. 　　}) ;

　　最終實現了數據從只讀數據流到只寫數據流的搬運，并包括了防爆倉控制。因為這種使用場景很多，例如上邊的大文件拷貝程序，NodeJS直接提供了.pipe方法來做這件事情，其內部實現方式與上邊的代碼類似。
　　下面是一個更加完整的復制文件的過程：
　　var fs = require('fs'),

2. 　　path = require('path'),

3. 　　out = process.stdout;

4. 　　var filePath = '/bb/bigbear.mkv';

5. 　　var readStream = fs.createReadStream(filePath);

6. 　　var writeStream = fs.createWriteStream('file.mkv');

7. 　　var stat = fs.statSync(filePath);

8. 　　var totalSize = stat.size;

9. 　　var passedLength = 0;

10. 　　var lastSize = 0;

11. 　　var startTime = Date.now();

12. 　　readStream.on('data', function(chunk) {

13. 　　passedLength += chunk.length;

14. 　　if (writeStream.write(chunk) === false) {

15. 　　readStream.pause();

16. 　　}

17. 　　});

18. 　　readStream.on('end', function() {

19. 　　writeStream.end();

20. 　　});

21. 　　writeStream.on('drain', function() {

22. 　　readStream.resume();

23. 　　});

24. 　　setTimeout(function show() {

25. 　　var percent = Math.ceil((passedLength / totalSize) * 100);

26. 　　var size = Math.ceil(passedLength / 1000000);

27. 　　var diff = size - lastSize;

28. 　　lastSize = size;

29. 　　out.clearLine();

30. 　　out.cursorTo(0);

31. 　　out.write('已完成' + size + 'MB, ' + percent + '%, 速度：' + diff * 2 +

32. 'MB/s');

33. 　　if (passedLength < totalSize) {

34. 　　setTimeout(show, 500);

35. 　　} else {

36. 　　var endTime = Date.now();

37. 　　console.log();

38. 　　console.log('共用時：' + (endTime - startTime) / 1000 + '秒。');

39. 　　}

40. 　　}, 500);

　　可以把上面的代碼保存為 "copy.js" 試驗一下我們添加了一個遞歸的 setTimeout (或者直接使用setInterval)來做一個旁觀者，
　　每500ms觀察一次完成進度，并把已完成的大小、百分比和復制速度一并寫到控制臺上，當復制完成時，計算總的耗費時間。

感謝各位的閱讀，以上就是“分析Nodejs的Stream模塊”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對分析Nodejs的Stream模塊這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！

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