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可读流是生产数据用来供程序消费的流。我们常见的数据生产方式有读取磁盘文件、读取网络请求内容等,看一下前面介绍什么是流用的例子:
const rs = fs.createReadStream(filePath);
rs 就是一个可读流,其生产数据的方式是读取磁盘的文件,我们常见的控制台 process.stdin 也是一个可读流:
process.stdin.pipe(process.stdout);
通过简单的一句话可以把控制台的输入打印出来,process.stdin 生产数据的方式是读取用户在控制台的输入。
回头再看一下我们对可读流的定义:可读流是生产数据用来供程序消费的流。
除了系统提供给我们的 fs.CreateReadStream
我们还经常使用 gulp 或者 vinyl-fs 提供的 src 方法
gulp.src(['*.js', 'dist/**/*.scss'])
如果我们想自己以某种特定的方式生产数据,交给程序消费,那么改如何开始呢?
简单两步即可
Readable 类已经把可读流要做的大部分工作完成,我们只需要继承它,然后把生产数据的方式写在 _read 方法里就可以实现一个自定义的可读流。
如果我们想实现一个每 100 毫秒生产一个随机数的流(没什么用处)
const Readable = require('stream').Readable; class RandomNumberStream extends Readable { constructor(max) { super() } _read() { const ctx = this; setTimeout(() => { const randomNumber = parseInt(Math.random() * 10000); // 只能 push 字符串或 Buffer,为了方便显示打一个回车 ctx.push(`${randomNumber}\n`); }, 100); } } module.exports = RandomNumberStream;
类继承部分代码很简单,主要看一下 _read 方法的实现,有几个值得注意的地方
执行一下看看效果
const RandomNumberStream = require('./RandomNumberStream'); const rns = new RandomNumberStream(); rns.pipe(process.stdout);
这样可以看到数字源源不断的显示到了控制台上,我们实现了一个产生随机数的可读流,还有几个小问题待解决
我们每隔 100 毫秒向缓冲区推送一个数字,那么就像读取一个本地文件总有读完的时候,如何停下来标识数据读取完毕?
向缓冲区 push 一个 null 就可以。我们修改一下代码,允许消费者定义需要多少个随机数字:
const Readable = require('stream').Readable; class RandomNumberStream extends Readable { constructor(max) { super() this.max = max; } _read() { const ctx = this; setTimeout(() => { if (ctx.max) { const randomNumber = parseInt(Math.random() * 10000); // 只能 push 字符串或 Buffer,为了方便显示打一个回车 ctx.push(`${randomNumber}\n`); ctx.max -= 1; } else { ctx.push(null); } }, 100); } } module.exports = RandomNumberStream;
我们使用了一个 max 的标识,允许消费者指定需要的字符数,在实例化的时候指定即可
const RandomNumberStream = require('./RandomNumberStream'); const rns = new RandomNumberStream(5); rns.pipe(process.stdout);
这样可以看到控制台只打印了 5 个字符
细心的同学可能注意到,我们每隔 100 毫秒生产一个随机数并不是调用的 setInterval,而是使用的 setTimeout,为什么仅仅是延时了一下并没有重复生产,结果却是正确的呢?
这就需要了解流的两种工作方式
流在默认状态下是处于暂停模式的,也就是需要程序显式的调用 read() 方法,可我们的例子中并没有调用就可以得到数据,因为我们的流通过 pipe() 方法切换成了流动模式,这样我们的 _read() 方法会自动被反复调用,直到数据读取完毕,所以我们每次 _read() 方法里面只需要读取一次数据即可。
流从默认的暂停模式切换到流动模式可以使用以下几种方式:
从流动模式切换为暂停模式又两种方法:
使用了 pipe() 方法后数据就从可读流进入了可写流,但对我们好像是个黑盒,数据究竟是怎么流向的呢?我们看到切换流动模式和暂停模式的时候有两个重要的名词
这两个机制是我们能够驱动数据流动的原因,先来看一下流动模式 data 事件,一旦我们监听了可读流的 data 时、事件,流就进入了流动模式,我们可以改写一下上面调用流的代码
const RandomNumberStream = require('./RandomNumberStream'); const rns = new RandomNumberStream(5); rns.on('data', chunk => { console.log(chunk); });
这样我们可以看到控制台打印出了类似下面的结果
<Buffer 39 35 37 0a> <Buffer 31 30 35 37 0a> <Buffer 38 35 31 30 0a> <Buffer 33 30 35 35 0a> <Buffer 34 36 34 32 0a>
当可读流生产出可供消费的数据后就会触发 data 事件,data 事件监听器绑定后,数据会被尽可能地传递。data 事件的监听器可以在第一个参数收到可读流传递过来的 Buffer 数据,这也就是我们打印的 chunk,如果想显示为数字,可以调用 Buffer 的 toString() 方法。
当数据处理完成后还会触发一个 end 事件,应为流的处理不是同步调用,所以如果我们希望完事后做一些事情就需要监听这个事件,我们在代码最后追加一句:
rns.on('end', () => { console.log('done'); });
这样可以在数据接收完了显示 'done'
当然数据处理过程中出现了错误会触发 error 事件,我们同样可以监听,做异常处理:
rns.on('error', (err) => { console.log(err); });
流在暂停模式下需要程序显式调用 read() 方法才能得到数据。read() 方法会从内部缓冲区中拉取并返回若干数据,当没有更多可用数据时,会返回null。
使用 read() 方法读取数据时,如果传入了 size 参数,那么它会返回指定字节的数据;当指定的size字节不可用时,则返回null。如果没有指定size参数,那么会返回内部缓冲区中的所有数据。
现在有一个矛盾了,在流动模式下流生产出了数据,然后触发 data 事件通知给程序,这样很方便。在暂停模式下需要程序去读取,那么就有一种可能是读取的时候还没生产好,如果我们才用轮询的方式未免效率有些低。
NodeJS 为我们提供了一个 readable 的事件,事件在可读流准备好数据的时候触发,也就是先监听这个事件,收到通知又数据了我们再去读取就好了:
const rns = new RandomNumberStream(5); rns.on('readable', () => { let chunk; while((chunk = rns.read()) !== null){ console.log(chunk); } });
这样我们同样可以读取到数据,值得注意的一点是并不是每次调用 read() 方法都可以返回数据,前面提到了如果可用的数据没有达到 size 那么返回 null,所以我们在程序中加了个判断。
开始使用流动模式的时候我经常会担心一个问题,上面代码中可读流在创建好的时候就生产数据了,那么会不会在我们绑定 readable 事件之前就生产了某些数据,触发了 readable 事件,我们还没有绑定,这样不是极端情况下会造成开头数据的丢失嘛
可事实并不会,按照 NodeJS event loop 我们创建流和调用事件监听在一个事件队列里面,儿生产数据由于涉及到异步操作,已经处于了下一个事件队列,我们监听事件再慢也会比数据生产块,数据不会丢失。
看到这里,大家其实对 data事件、readable事件触发时机, read() 方法每次读多少数据,什么时候返回 null 还有又一定的疑问,因为到现在为止我们接触到的仍然是一个黑盒,后面我们介绍了可写流后会在 back pressure 机制部分对这些内部细节结合源码详细讲解,且听下回分解吧。
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以上就是了解NodeJS中的可读流的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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