分析Nodejs的Stream模块

发布时间:2021-11-06 15:09:52 作者:iii
来源:亿速云 阅读:109

这篇文章主要讲解了“分析Nodejs的Stream模块”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“分析Nodejs的Stream模块”吧!

  一,开篇分析
  流是一个抽象接口,被 Node 中的很多对象所实现。比如对一个 HTTP 服务器的请求是一个流,stdout 也是一个流。流是可读,可写或兼具两者的。
  最早接触Stream是从早期的unix开始的, 数十年的实践证明Stream 思想可以很简单的开发出一些庞大的系统。
  在unix里,Stream是通过 "|" 实现的。在node中,作为内置的stream模块,很多核心模块和三方模块都使用到。
  和unix一样,node stream主要的操作也是.pipe(),使用者可以使用反压力机制来控制读和写的平衡。
  Stream 可以为开发者提供可以重复使用统一的接口,通过抽象的Stream接口来控制Stream之间的读写平衡。
  一个TCP连接既是可读流,又是可写流,而Http连接则不同,一个http request对象是可读流,而http response对象则是可写流。
  流的传输过程默认是以buffer的形式传输的,除非你给他设置其他编码形式,以下是一个例子:

1. <p><font size="3">

2. </font></p>

3. <p><font size="3">  var http = require('http') ;</font></p>

4. <p><font size="3">  var server = http.createServer(function(req,res){</font></p>

5. <p><font size="3">  res.writeHeader(200, {'Content-Type': 'text/plain'}) ;</font></p>

6. <p><font size="3">  res.end("Hello,大熊!") ;</font></p>

7. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

8. <p><font size="3">  server.listen(8888) ;</font></p>

9. <p><font size="3">  console.log("http server running on port 8888 ...") ;</font></p>

  运行后会有乱码出现,原因就是没有设置指定的字符集,比如:“utf-8” 。
  修改一下就好:
  var http = require('http') ;

1. 

2. <p><font size="3">  var server = http.createServer(function(req,res){</font></p>

3. <p><font size="3">  res.writeHeader(200,{</font></p>

4. <p><font size="3">  'Content-Type' : 'text/plain;charset=utf-8' // 添加charset=utf-8</font></p>

5. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

6. <p><font size="3">  res.end("Hello,大熊!") ;</font></p>

7. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

8. <p><font size="3">  server.listen(8888) ;</font></p>

9. <p><font size="3">  console.log("http server running on port 8888 ...") ;</font></p>

  运行结果:
  为什么使用Stream
  node中的I/O是异步的,因此对磁盘和网络的读写需要通过回调函数来读取数据,下面是一个文件下载例子
  上代码:

1.

2. <p><font size="3">  var http = require('http') ;</font></p>

3. <p><font size="3">  var fs = require('fs') ;</font></p>

4. <p><font size="3">  var server = http.createServer(function (req, res) {</font></p>

5. <p><font size="3">  fs.readFile(__dirname + '/data.txt', function (err, data) {</font></p>

6. <p><font size="3">  res.end(data);</font></p>

7. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

8. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

9. <p><font size="3">  server.listen(8888) ;</font></p>

  代码可以实现需要的功能,但是服务在发送文件数据之前需要缓存整个文件数据到内存,如果"data.txt"文件很
  大并且并发量很大的话,会浪费很多内存。因为用户需要等到整个文件缓存到内存才能接受的文件数据,这样导致
  用户体验相当不好。不过还好(req,res)两个参数都是Stream,这样我们可以用fs.createReadStream()代替fs.readFile()。如下:

  var http = require('http') ;

1. 

2. <p><font size="3">  var fs = require('fs') ;</font></p>

3. <p><font size="3">  var server = http.createServer(function (req, res) {</font></p>

4. <p><font size="3">  var stream = fs.createReadStream(__dirname + '/data.txt') ;</font></p>

5. <p><font size="3">  stream.pipe(res) ;</font></p>

6. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

7. <p><font size="3">  server.listen(8888) ;</font></p>


  .pipe()方法监听fs.createReadStream()的'data' 和'end'事件,这样"data.txt"文件就不需要缓存整
  个文件,当客户端连接完成之后马上可以发送一个数据块到客户端。使用.pipe()另一个好处是可以解决当客户
  端延迟非常大时导致的读写不平衡问题。
  有五种基本的Stream:readable,writable,transform,duplex,and "classic” 。(具体使用请自己查阅api)
  二,实例引入
  当内存中无法一次装下需要处理的数据时,或者一边读取一边处理更加高效时,我们就需要用到数据流。NodeJS中通过各种Stream来提供对数据流的操作。
  以大文件拷贝程序为例,我们可以为数据源创建一个只读数据流,示例如下:
  var rs = fs.createReadStream(pathname);

1. 

2. <p><font size="3">  rs.on('data', function (chunk) {</font></p>

3. <p><font size="3">  doSomething(chunk) ; // 具体细节自己任意发挥</font></p>

4. <p><font size="3">  });</font></p>

5. <p><font size="3">  rs.on('end', function () {</font></p>

6. <p><font size="3">  cleanUp() ;</font></p>

7. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

  代码中data事件会源源不断地被触发,不管doSomething函数是否处理得过来。代码可以继续做如下改造,以解决这个问题。

1. <p><font size="3">

2. </font></p>

3. <p><font size="3">  var rs = fs.createReadStream(src) ;</font></p>

4. <p><font size="3">  rs.on('data', function (chunk) {</font></p>

5. <p><font size="3">  rs.pause() ;</font></p>

6. <p><font size="3">  doSomething(chunk, function () {</font></p>

7. <p><font size="3">  rs.resume() ;</font></p>

8. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

9. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

10. <p><font size="3">  rs.on('end', function () {</font></p>

11. <p><font size="3">  cleanUp();</font></p>

12. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

  给doSomething函数加上了回调,因此我们可以在处理数据前暂停数据读取,并在处理数据后继续读取数据。
  此外,我们也可以为数据目标创建一个只写数据流,如下:
  var rs = fs.createReadStream(src) ;

1. 

2. <p><font size="3">  var ws = fs.createWriteStream(dst) ;</font></p>

3. <p><font size="3">  rs.on('data', function (chunk) {</font></p>

4. <p><font size="3">  ws.write(chunk);</font></p>

5. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

6. <p><font size="3">  rs.on('end', function () {</font></p>

7. <p><font size="3">  ws.end();</font></p>

8. <p><font size="3">  }) ;</font></p>


  doSomething换成了往只写数据流里写入数据后,以上代码看起来就像是一个文件拷贝程序了。但是以上代码存在上边提到的问题,如果写入速度跟不上读取速度的话,只写数据流内部的缓存会爆仓。我们可以根据.write方法的返回值来判断传入的数据是写入目标了,还是临时放在了缓存了,并根据drain事件来判断什么时候只写数据流已经将缓存中的数据写入目标,可以传入下一个待写数据了。因此代码如下:
  var rs = fs.createReadStream(src) ;

1. 

2. <p><font size="3">  var ws = fs.createWriteStream(dst) ;</font></p>

3. <p><font size="3">  rs.on('data', function (chunk) {</font></p>

4. <p><font size="3">  if (ws.write(chunk) === false) {</font></p>

5. <p><font size="3">  rs.pause() ;</font></p>

6. <p><font size="3">  }</font></p>

7. <p><font size="3">  }) ;</font></p>

8. <p><font size="3">  rs.on('end', function () {</font></p>

9. <p><font size="3">  ws.end();</font></p>

10. <p><font size="3">  });</font></p>

11. <p><font size="3">  ws.on('drain', function () {</font></p>

12. <p><font size="3">  rs.resume();</font></p>

13. <p><font size="3">  }) ;</font></p>


  最终实现了数据从只读数据流到只写数据流的搬运,并包括了防爆仓控制。因为这种使用场景很多,例如上边的大文件拷贝程序,NodeJS直接提供了.pipe方法来做这件事情,其内部实现方式与上边的代码类似。
  下面是一个更加完整的复制文件的过程:
  var fs = require('fs'),

1. 

2. <p><font size="3">  path = require('path'),</font></p>

3. <p><font size="3">  out = process.stdout;</font></p>

4. <p><font size="3">  var filePath = '/bb/bigbear.mkv';</font></p>

5. <p><font size="3">  var readStream = fs.createReadStream(filePath);</font></p>

6. <p><font size="3">  var writeStream = fs.createWriteStream('file.mkv');</font></p>

7. <p><font size="3">  var stat = fs.statSync(filePath);</font></p>

8. <p><font size="3">  var totalSize = stat.size;</font></p>

9. <p><font size="3">  var passedLength = 0;</font></p>

10. <p><font size="3">  var lastSize = 0;</font></p>

11. <p><font size="3">  var startTime = Date.now();</font></p>

12. <p><font size="3">  readStream.on('data', function(chunk) {</font></p>

13. <p><font size="3">  passedLength += chunk.length;</font></p>

14. <p><font size="3">  if (writeStream.write(chunk) === false) {</font></p>

15. <p><font size="3">  readStream.pause();</font></p>

16. <p><font size="3">  }</font></p>

17. <p><font size="3">  });</font></p>

18. <p><font size="3">  readStream.on('end', function() {</font></p>

19. <p><font size="3">  writeStream.end();</font></p>

20. <p><font size="3">  });</font></p>

21. <p><font size="3">  writeStream.on('drain', function() {</font></p>

22. <p><font size="3">  readStream.resume();</font></p>

23. <p><font size="3">  });</font></p>

24. <p><font size="3">  setTimeout(function show() {</font></p>

25. <p><font size="3">  var percent = Math.ceil((passedLength / totalSize) * 100);</font></p>

26. <p><font size="3">  var size = Math.ceil(passedLength / 1000000);</font></p>

27. <p><font size="3">  var diff = size - lastSize;</font></p>

28. <p><font size="3">  lastSize = size;</font></p>

29. <p><font size="3">  out.clearLine();</font></p>

30. <p><font size="3">  out.cursorTo(0);</font></p>

31. <p><font size="3">  out.write('已完成' + size + 'MB, ' + percent + '%, 速度:' + diff * 2 + 

32. 'MB/s');</font></p>

33. <p><font size="3">  if (passedLength < totalSize) {</font></p>

34. <p><font size="3">  setTimeout(show, 500);</font></p>

35. <p><font size="3">  } else {</font></p>

36. <p><font size="3">  var endTime = Date.now();</font></p>

37. <p><font size="3">  console.log();</font></p>

38. <p><font size="3">  console.log('共用时:' + (endTime - startTime) / 1000 + '秒。');</font></p>

39. <p><font size="3">  }</font></p>

40. <p><font size="3">  }, 500);</font></p>

  可以把上面的代码保存为 "copy.js" 试验一下我们添加了一个递归的 setTimeout (或者直接使用setInterval)来做一个旁观者,
  每500ms观察一次完成进度,并把已完成的大小、百分比和复制速度一并写到控制台上,当复制完成时,计算总的耗费时间。

感谢各位的阅读,以上就是“分析Nodejs的Stream模块”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对分析Nodejs的Stream模块这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

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  1. Stream 怎么在NodeJS 中使用
  2. nodejs中stream和pipe机制怎么实现

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nodejs stream

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