Node.js中Stream是什么

這篇文章主要介紹了Node.js中Stream是什么，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以參考下。希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲。下面讓小編帶著大家一起了解一下。

對于大部分有后端經驗的的同學來說 Stream 對象是個再合理而常見的對象，但對于前端同學 Stream 并不是那么理所當然，github 上甚至有一篇 9000 多 Star 的文章介紹到底什么是 Stream —— stream-handbook（https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/substack/stream-handbook）。為了更好的理解 Stream，在這篇文章的基礎上簡單總結概括一下。

什么是 Stream

在 Unix 系統中流就是一個很常見也很重要的概念，從術語上講流是對輸入輸出設備的抽象。

ls | grep *.js

類似這樣的代碼我們在寫腳本的時候經常可以遇到，使用 | 連接兩條命令，把前一個命令的結果作為后一個命令的參數傳入，這樣數據像是水流在管道中傳遞，每個命令類似一個處理器，對數據做一些加工，因此 | 被稱為 “管道符號”。

NodeJS 中 Stream 的幾種類型

從程序角度而言流是有方向的數據，按照流動方向可以分為三種流

• 設備流向程序：readable

• 程序流向設備：writable

• 雙向：duplex、transform

NodeJS 關于流的操作被封裝到了 Stream 模塊，這個模塊也被多個核心模塊所引用。按照 Unix 的哲學：一切皆文件，在 NodeJS 中對文件的處理多數使用流來完成

• 普通文件

• 設備文件（stdin、stdout）

• 網絡文件（http、net）

有一個很容易忽略的知識點：在 NodeJS 中所有的 Stream 都是 EventEmitter 的實例。

小例子

我們寫程序忽然需要讀取某個配置文件 config.json，這時候簡單分析一下

• 數據：config.json 的內容
• 方向：設備（物理磁盤文件） -> NodeJS 程序

我們應該使用 readable 流來做此事

const fs = require('fs');
const FILEPATH = '...';

const rs = fs.createReadStream(FILEPATH);

通過 fs 模塊提供的 createReadStream() 方法我們輕松的創建了一個可讀的流，這時候  config.json 的內容從設備流向程序。我們并沒有直接使用 Stream 模塊，因為 fs 內部已經引用了 Stream 模塊，并做了封裝。

有了數據后我們需要處理，比如需要寫到某個路徑 DEST ，這時候我們遍需要一個 writable 的流，讓數據從程序流向設備。

const ws = fs.createWriteStream(DEST);

兩種流都有了，也就是兩個數據加工器，那么我們如何通過類似 Unix 的管道符號 | 來鏈接流呢？在 NodeJS 中管道符號就是 pipe() 方法。

const fs = require('fs');
const FILEPATH = '...';

const rs = fs.createReadStream(FILEPATH);
const ws = fs.createWriteStream(DEST);

rs.pipe(ws);

這樣我們利用流實現了簡單的文件復制功能，關于 pipe() 方法的實現原理后面會提到，但有個值得注意地方：數據必須是從上游 pipe 到下游，也就是從一個 readable 流 pipe 到 writable 流。

加工一下數據

上面提到了 readable 和 writable 的流，我們稱之為加工器，其實并不太恰當，因為我們并沒有加工什么，只是讀取數據，然后存儲數據。

如果有個需求，把本地一個 package.json 文件中的所有字母都改為小寫，并保存到同目錄下的 package-lower.json 文件下。

這時候我們就需要用到雙向的流了，假定我們有一個專門處理字符轉小寫的流 lower，那么代碼寫出來大概是這樣的

const fs = require('fs');

const rs = fs.createReadStream('./package.json');
const ws = fs.createWriteStream('./package-lower.json');

rs.pipe(lower).pipe(ws);

這時候我們可以看出為什么稱 pipe() 連接的流為加工器了，根據上面說的，必須從一個 readable 流 pipe 到 writable 流：

• rs -> lower：lower 在下游，所以 lower 需要是個 writable 流
• lower -> ws：相對而言，lower 又在上游，所以 lower 需要是個 readable 流

有點推理的趕腳呢，能夠滿足我們需求的 lower 必須是雙向的流，具體使用 duplex 還是 transform 后面我們會提到。

當然如果我們還有額外一些處理動作，比如字母還需要轉成 ASCII 碼，假定有一個流 ascii 那么我們代碼可能是

rs.pipe(lower).pipe(acsii).pipe(ws);

同樣 ascii 也必須是雙向的流。這樣處理的邏輯是非常清晰的，那么除了代碼清晰，使用流還有什么好處呢？

為什么應該使用 Stream

有個用戶需要在線看視頻的場景，假定我們通過 HTTP 請求返回給用戶電影內容，那么代碼可能寫成這樣

const http = require('http');
const fs = require('fs');

http.createServer((req, res) => {
   fs.readFile(moviePath, (err, data) => {
      res.end(data);
   });
}).listen(8080);

這樣的代碼又兩個明顯的問題

• 電影文件需要讀完之后才能返回給客戶，等待時間超長

• 電影文件需要一次放入內存中，相似動作多了，內存吃不消

用流可以講電影文件一點點的放入內存中，然后一點點的返回給客戶（利用了 HTTP 協議的 Transfer-Encoding: chunked 分段傳輸特性），用戶體驗得到優化，同時對內存的開銷明顯下降

const http = require('http');

const fs = require('fs');

http.createServer((req, res) => {

   fs.createReadStream(moviePath).pipe(res);

}).listen(8080);

除了上述好處，代碼優雅了很多，拓展也比較簡單。比如需要對視頻內容壓縮，我們可以引入一個專門做此事的流，這個流不用關心其它部分做了什么，只要是接入管道中就可以了

const http = require('http');

const fs = require('fs');

const oppressor = require(oppressor);

http.createServer((req, res) => {

   fs.createReadStream(moviePath)

      .pipe(oppressor)

      .pipe(res);

}).listen(8080);

可以看出來，使用流后，我們的代碼邏輯變得相對獨立，可維護性也會有一定的改善，關于幾種流的具體使用方式且聽下回分解。

感謝你能夠認真閱讀完這篇文章，希望小編分享Node.js中Stream是什么內容對大家有幫助，同時也希望大家多多支持億速云，關注億速云行業資訊頻道，遇到問題就找億速云，詳細的解決方法等著你來學習!