Stream在node.js中是一个抽象的接口,基于EventEmitter,也是一种Buffer的高级封装,用来处理流数据。流模块便是提供各种API让我们可以很简单的使用Stream。
流分为四种类型,如下所示:
Readable,可读流
Writable,可写流
Duplex,读写流
Transform,扩展的Duplex,可修改写入的数据
1、Readable可读流
通过stream.Readable可创建一个可读流,它有两种模式:暂停和流动。
在流动模式下,将自动从下游系统读取数据并使用data事件输出;暂停模式下,必须显示调用stream.read()方法读取数据,并触发data事件。
所有的可读流最开始都是暂停模式,可以通过以下方法切换到流动模式:
监听'data'事件
调用stream.resume()方法
调用stream.pipe()方法将数据输出到一个可写流Writable
同样地,也可以切换到暂停模式,有两种方法:
如果没有设置pipe目标,调用stream.pause()方法即可。
如果设置了pipe目标,则需要移除所有的data监听和调用stream.unpipe()方法
在Readable对象中有一个_readableSate的对象,通过该对象可以得知流当前处于什么模式,如下所示:
readable._readableState.flowing = null,没有数据消费者,流不产生数据
readable._readableState.flowing = true,处于流动模式
readable._readableState.flowing = false,处于暂停模式
为什么使用流取数据
对于小文件,使用fs.readFile()方法读取数据更方便,但需要读取大文件的时候,比如几G大小的文件,使用该方法将消耗大量的内存,甚至使程序崩溃。这种情况下,使用流来处理是更合适的,采用分段读取,便不会造成内存的'爆仓'问题。
data事件
在stream提供数据块给消费者时触发,有可能是切换到流动模式的时候,也有可能是调用readable.read()方法且有有效数据块的时候,使用如下所示:
const fs = require('fs'); const rs = fs.createReadStream('./appbak.js'); var chunkArr = [], chunkLen = 0; rs.on('data',(chunk)=>{ chunkArr.push(chunk); chunkLen+=chunk.length; }); rs.on('end',(chunk)=>{ console.log(Buffer.concat(chunkArr,chunkLen).toString()); });
readable事件
当流中有可用数据能被读取时触发,分为两种,新的可用的数据和到达流的末尾,前者stream.read()方法返回可用数据,后者返回null,如下所示:
const rs = fs.createReadStream('./appbak.js'); var chunkArr = [], chunkLen = 0; rs.on('readable',()=>{ var chunk = null; //这里需要判断是否到了流的末尾 if((chunk = rs.read()) !== null){ chunkArr.push(chunk); chunkLen+=chunk.length; } }); rs.on('end',(chunk)=>{ console.log(Buffer.concat(chunkArr,chunkLen).toString()); });
pause和resume方法
stream.pause()方法让流进入暂停模式,并停止'data'事件触发,stream.resume()方法使流进入流动模式,并恢复'data'事件触发,也可以用来消费所有数据,如下所示:
const rs = fs.createReadStream('./下载.png'); rs.on('data',(chunk)=>{ console.log(`接收到${chunk.length}字节数据...`); rs.pause(); console.log(`数据接收将暂停1.5秒.`); setTimeout(()=>{ rs.resume(); },1000); }); rs.on('end',(chunk)=>{ console.log(`数据接收完毕`); });
pipe(destination[, options])方法
pipe()方法绑定一个可写流到可读流上,并自动切换到流动模式,将所有数据输出到可写流,以及做好了数据流的管理,不会发生数据丢失的问题,使用如下所示:
const rs = fs.createReadStream('./app.js'); rs.pipe(process.stdout);
以上介绍了多种可读流的数据消费的方法,但对于一个可读流,最好只选择其中的一种,推荐使用pipe()方法。
2、Writable可写流
所有的可写流都是基于stream.Writable类创建的,创建之后便可将数据写入该流中。
write(chunk[, encoding][, callback])方法
write()方法向可写流中写入数据,参数含义:
chunk,字符串或buffer
encoding,若chunk为字符串,则是chunk的编码
callback,当前chunk数据写入磁盘时的回调函数
该方法的返回值为布尔值,如果为false,则表示需要写入的数据块被缓存并且此时缓存的大小超出highWaterMark阀值,否则为true。
使用如下所示:
const ws = fs.createWriteStream('./test.txt'); ws.write('nihao','utf8',()=>{process.stdout.write('this chunk is flushed.');}); ws.end('done.')
背压机制
如果可写流的写入速度跟不上可读流的读取速度,write方法添加的数据将被缓存,逐渐增多,导致占用大量内存。我们希望的是消耗一个数据,再去读取一个数据,这样内存就维持在一个水平上。如何做到这一点?可以利用write方法的返回值来判断可写流的缓存状态和'drain'事件,及时切换可读流的模式,如下所示:
function copy(src,dest){ src = path.resolve(src); dest = path.resolve(dest); const rs = fs.createReadStream(src); const ws = fs.createWriteStream(dest); console.log('正在复制中...'); const stime = +new Date(); rs.on('data',(chunk)=>{ if(null === ws.write(chunk)){ rs.pause(); } }); ws.on('drain',()=>{ rs.resume(); }); rs.on('end',()=>{ const etime = +new Date(); console.log(`已完成,用时:${(etime-stime)/1000}秒`); ws.end(); }); function calcProgress(){ } } copy('./CSS权威指南 第3版.pdf','./javascript.pdf');
drain事件
如果Writable.write()方法返回false,则drain事件将会被触发,上面的背压机制已经使用了该事件。
finish事件
在调用stream.end()方法之后且所有缓存区的数据都被写入到下游系统,就会触发该事件,如下所示:
const ws = fs.createWriteStream('./alphabet.txt'); const alphabetStr = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'; ws.on('finish',()=>{ console.log('done.'); }); for(let letter of alphabetStr.split()){ ws.write(letter); } ws.end();//必须调用
end([chunk][, encoding][, callback])方法
end()方法被调用之后,便不能再调用stream.write()方法写入数据,负责将抛出错误。
3、Duplex读写流
Duplex流同时实现了Readable与Writable类的接口,既是可读流,也是可写流。例如'zlib streams'、'crypto streams'、'TCP sockets'等都是Duplex流。
4、Transform流
Duplex流的扩展,区别在于,Transform流自动将写入端的数据变换后添加到可读端。例如:'zlib streams'、'crypto streams'等都是Transform流。
5、四种流的实现
stream模块提供的API可以让我们很简单的实现流,该模块使用require('stream')引用,我们只要继承四种流中的一个基类(stream.Writable, stream.Readable, stream.Duplex, or stream.Transform),然后实现它的接口就可以了,需要实现的接口如下所示:
| Use-case | Class | Method(s) to implement |
| ------------- |-------------| -----|
| Reading only | Readable | _read |
| Writing only | Writable | _write, _writev |
| Reading and writing | Duplex | _read, _write, _writev |
| Operate on written data, then read the result | Transform | _transform, _flush |
Readable流实现
如上所示,我们只要继承Readable类并实现_read接口即可,,如下所示:
const Readable = require('stream').Readable; const util = require('util'); const alphabetArr = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'.split(); /*function AbReadable(){ if(!this instanceof AbReadable){ return new AbReadable(); } Readable.call(this); } util.inherits(AbReadable,Readable); AbReadable.prototype._read = function(){ if(!alphabetArr.length){ this.push(null); }else{ this.push(alphabetArr.shift()); } }; const abReadable = new AbReadable(); abReadable.pipe(process.stdout);*/ /*class AbReadable extends Readable{ constructor(){ super(); } _read(){ if(!alphabetArr.length){ this.push(null); }else{ this.push(alphabetArr.shift()); } } } const abReadable = new AbReadable(); abReadable.pipe(process.stdout);*/ /*const abReadable = new Readable({ read(){ if(!alphabetArr.length){ this.push(null); }else{ this.push(alphabetArr.shift()); } } }); abReadable.pipe(process.stdout);*/ const abReadable = Readable(); abReadable._read = function(){ if (!alphabetArr.length) { this.push(null); } else { this.push(alphabetArr.shift()); } } abReadable.pipe(process.stdout);
以上代码使用了四种方法创建一个Readable可读流,必须实现_read()方法,以及用到了readable.push()方法,该方法的作用是将指定的数据添加到读取队列。
Writable流实现
我们只要继承Writable类并实现_write或_writev接口,如下所示(只使用两种方法):
/*class MyWritable extends Writable{ constructor(){ super(); } _write(chunk,encoding,callback){ process.stdout.write(chunk); callback(); } } const myWritable = new MyWritable();*/ const myWritable = new Writable({ write(chunk,encoding,callback){ process.stdout.write(chunk); callback(); } }); myWritable.on('finish',()=>{ process.stdout.write('done'); }) myWritable.write('a'); myWritable.write('b'); myWritable.write('c'); myWritable.end();
Duplex流实现
实现Duplex流,需要继承Duplex类,并实现_read和_write接口,如下所示:
class MyDuplex extends Duplex{ constructor(){ super(); this.source = []; } _read(){ if (!this.source.length) { this.push(null); } else { this.push(this.source.shift()); } } _write(chunk,encoding,cb){ this.source.push(chunk); cb(); } } const myDuplex = new MyDuplex(); myDuplex.on('finish',()=>{ process.stdout.write('write done.') }); myDuplex.on('end',()=>{ process.stdout.write('read done.') }); myDuplex.write('\na\n'); myDuplex.write('c\n'); myDuplex.end('b\n'); myDuplex.pipe(process.stdout);
上面的代码实现了_read()方法,可作为可读流来使用,同时实现了_write()方法,又可作为可写流来使用。
Transform流实现
实现Transform流,需要继承Transform类,并实现_transform接口,如下所示:
class MyTransform extends Transform{ constructor(){ super(); } _transform(chunk, encoding, callback){ chunk = (chunk+'').toUpperCase(); callback(null,chunk); } } const myTransform = new MyTransform(); myTransform.write('hello world!'); myTransform.end(); myTransform.pipe(process.stdout);
上面代码中的_transform()方法,其第一个参数,要么为error,要么为null,第二个参数将被自动转发给readable.push()方法,因此该方法也可以使用如下写法:
_transform(chunk, encoding, callback){ chunk = (chunk+'').toUpperCase() this.push(chunk) callback(); }
Object Mode流实现
我们知道流中的数据默认都是Buffer类型,可读流的数据进入流中便被转换成buffer,然后被消耗,可写流写入数据时,底层调用也将其转化为buffer。但将构造函数的objectMode选择设置为true,便可产生原样的数据,如下所示:
const rs = Readable(); rs.push('a'); rs.push('b'); rs.push(null); rs.on('data',(chunk)=>{console.log(chunk);});//<Buffer 61>与<Buffer 62> const rs1 = Readable({objectMode:!0}); rs1.push('a'); rs1.push('b'); rs1.push(null); rs1.on('data',(chunk)=>{console.log(chunk);});//a与b
下面利用Transform流实现一个简单的CSS压缩工具,如下所示:
function minify(src,dest){ const transform = new Transform({ transform(chunk,encoding,cb){ cb(null,(chunk.toString()).replace(/[\s\r\n\t]/g,'')); } }); fs.createReadStream(src,{encoding:'utf8'}).pipe(transform).pipe(fs.createWriteStream(dest)); } minify('./reset.css','./reset.min.css');
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持PHP中文网。
更多浅谈Node.js:理解stream相关文章请关注PHP中文网!
已抢186486个
抢已抢67264个
抢已抢352958个
抢已抢667124个
抢已抢122173个
抢已抢23299个
抢