分析Nodejs的Stream模块-创新互联

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!

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  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. 

2. 

3. 

  var http = require('http') ;

4. 

  var server = http.createServer(function(req,res){

5. 

  res.writeHeader(200, {'Content-Type': 'text/plain'}) ;

6. 

  res.end("Hello,大熊!") ;

7. 

  }) ;

8. 

  server.listen(8888) ;

9. 

  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:
  var http = require('http') ;

1. 

2. 

  var server = http.createServer(function(req,res){

3. 

  res.writeHeader(200,{

4. 

  'Content-Type' : 'text/plain;charset=utf-8' // 添加charset=utf-8

5. 

  }) ;

6. 

  res.end("Hello,大熊!") ;

7. 

  }) ;

8. 

  server.listen(8888) ;

9. 

  console.log("http server running on port 8888 ...") ;

  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. 

  var http = require('http') ;

3. 

  var fs = require('fs') ;

4. 

  var server = http.createServer(function (req, res) {

5. 

  fs.readFile(__dirname + '/data.txt', function (err, data) {

6. 

  res.end(data);

7. 

  }) ;

8. 

  }) ;

9. 

  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:

  var http = require('http') ;

1. 

2. 

  var fs = require('fs') ;

3. 

  var server = http.createServer(function (req, res) {

4. 

  var stream = fs.createReadStream(__dirname + '/data.txt') ;

5. 

  stream.pipe(res) ;

6. 

  }) ;

7. 

  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)
  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. 

  rs.on('data', function (chunk) {

3. 

  doSomething(chunk) ; // 具体细节自己任意发挥

4. 

  });

5. 

  rs.on('end', function () {

6. 

  cleanUp() ;

7. 

  }) ;

  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. 

2. 

3. 

  var rs = fs.createReadStream(src) ;

4. 

  rs.on('data', function (chunk) {

5. 

  rs.pause() ;

6. 

  doSomething(chunk, function () {

7. 

  rs.resume() ;

8. 

  }) ;

9. 

  }) ;

10. 

  rs.on('end', function () {

11. 

  cleanUp();

12. 

  }) ;

  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. 

  var ws = fs.createWriteStream(dst) ;

3. 

  rs.on('data', function (chunk) {

4. 

  ws.write(chunk);

5. 

  }) ;

6. 

  rs.on('end', function () {

7. 

  ws.end();

8. 

  }) ;


  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. 

  var ws = fs.createWriteStream(dst) ;

3. 

  rs.on('data', function (chunk) {

4. 

  if (ws.write(chunk) === false) {

5. 

  rs.pause() ;

6. 

  }

7. 

  }) ;

8. 

  rs.on('end', function () {

9. 

  ws.end();

10. 

  });

11. 

  ws.on('drain', function () {

12. 

  rs.resume();

13. 

  }) ;


  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. 

  path = require('path'),

3. 

  out = process.stdout;

4. 

  var filePath = '/bb/bigbear.mkv';

5. 

  var readStream = fs.createReadStream(filePath);

6. 

  var writeStream = fs.createWriteStream('file.mkv');

7. 

  var stat = fs.statSync(filePath);

8. 

  var totalSize = stat.size;

9. 

  var passedLength = 0;

10. 

  var lastSize = 0;

11. 

  var startTime = Date.now();

12. 

  readStream.on('data', function(chunk) {

13. 

  passedLength += chunk.length;

14. 

  if (writeStream.write(chunk) === false) {

15. 

  readStream.pause();

16. 

  }

17. 

  });

18. 

  readStream.on('end', function() {

19. 

  writeStream.end();

20. 

  });

21. 

  writeStream.on('drain', function() {

22. 

  readStream.resume();

23. 

  });

24. 

  setTimeout(function show() {

25. 

  var percent = Math.ceil((passedLength / totalSize) * 100);

26. 

  var size = Math.ceil(passedLength / 1000000);

27. 

  var diff = size - lastSize;

28. 

  lastSize = size;

29. 

  out.clearLine();

30. 

  out.cursorTo(0);

31. 

  out.write('已完成' + size + 'MB, ' + percent + '%, 速度:' + diff * 2 + 

32. 'MB/s');

33. 

  if (passedLength < totalSize) {

34. 

  setTimeout(show, 500);

35. 

  } else {

36. 

  var endTime = Date.now();

37. 

  console.log();

38. 

  console.log('共用时:' + (endTime - startTime) / 1000 + '秒。');

39. 

  }

40. 

  }, 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。

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。这里是创新互联,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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