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Nodejs学习笔记之Stream模块

  • 时间:2022-02-17 21:20 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:Nodejs学习笔记之Stream模块
[b]一,开篇分析[/b] 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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var http = require('http') ;   var server = http.createServer(function(req,res){      res.writeHeader(200, {'Content-Type': 'text/plain'}) ;      res.end("Hello,大熊!") ;   }) ;   server.listen(8888) ;   console.log("http server running on port 8888 ...") ;
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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var http = require('http') ;  var server = http.createServer(function(req,res){     res.writeHeader(200,{         'Content-Type' : 'text/plain;charset=utf-8'  // 添加charset=utf-8     }) ;     res.end("Hello,大熊!") ;  }) ;  server.listen(8888) ;  console.log("http server running on port 8888 ...") ;
运行结果: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201501/2015011310245319.jpg[/img] 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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var http = require('http') ;  var fs = require('fs') ;  var server = http.createServer(function (req, res) {      fs.readFile(__dirname + '/data.txt', function (err, data) {          res.end(data);      }) ;  }) ;  server.listen(8888) ;
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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var http = require('http') ;  var fs = require('fs') ;  var server = http.createServer(function (req, res) {      var stream = fs.createReadStream(__dirname + '/data.txt') ;      stream.pipe(res) ;  }) ;  server.listen(8888) ;
.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) [b]二,实例引入[/b] 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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var rs = fs.createReadStream(pathname);  rs.on('data', function (chunk) {      doSomething(chunk) ; // 具体细节自己任意发挥  });  rs.on('end', function () {      cleanUp() ;  }) ;
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。
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var rs = fs.createReadStream(src) ;  rs.on('data', function (chunk) {      rs.pause() ;      doSomething(chunk, function () {          rs.resume() ;      }) ;  }) ;  rs.on('end', function () {      cleanUp();  })  ;
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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var rs = fs.createReadStream(src) ;  var ws = fs.createWriteStream(dst) ;  rs.on('data', function (chunk) {      ws.write(chunk);  }) ;  rs.on('end', function () {      ws.end();  }) ;
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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 var rs = fs.createReadStream(src) ;  var ws = fs.createWriteStream(dst) ;  rs.on('data', function (chunk) {      if (ws.write(chunk) === false) {          rs.pause() ;      }  }) ;  rs.on('end', function () {      ws.end();  });  ws.on('drain', function () {      rs.resume();  }) ;
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:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
var fs = require('fs'),   path = require('path'),   out = process.stdout; var filePath = '/bb/bigbear.mkv'; var readStream = fs.createReadStream(filePath); var writeStream = fs.createWriteStream('file.mkv'); var stat = fs.statSync(filePath); var totalSize = stat.size; var passedLength = 0; var lastSize = 0; var startTime = Date.now(); readStream.on('data', function(chunk) {   passedLength += chunk.length;   if (writeStream.write(chunk) === false) {     readStream.pause();   } }); readStream.on('end', function() {   writeStream.end(); }); writeStream.on('drain', function() {   readStream.resume(); }); setTimeout(function show() {   var percent = Math.ceil((passedLength / totalSize) * 100);   var size = Math.ceil(passedLength / 1000000);   var diff = size - lastSize;   lastSize = size;   out.clearLine();   out.cursorTo(0);   out.write('已完成' + size + 'MB, ' + percent + '%, 速度:' + diff * 2 + 'MB/s');   if (passedLength < totalSize) {     setTimeout(show, 500);   } else {     var endTime = Date.now();     console.log();     console.log('共用时:' + (endTime - startTime) / 1000 + '秒。');   } }, 500);
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。 [b]三,总结一下[/b] (1),理解Stream概念。 (2),熟练使用相关Stream的api (3),注意细节的把控,比如:大文件的拷贝,采用的使用 “chunk data” 的形式进行分片处理。 (4),pipe的使用 (5),再次强调一个概念: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。
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