什么是Node.js Stream(流)？

梦里梦外; 2023-10-13 23:01 90阅读 0赞

### 什么是流？ ###

在Node.js中，流（Stream）是一种用于处理数据的抽象接口。它提供了一种有效的方式来读取或写入大量数据，而无需一次性将整个数据加载到内存中。

流可以被看作是一系列有序的数据块，这些数据块可以一个接一个地传输，而不需要等待整个数据就绪。流可以从一个位置读取数据，并将其传输到另一个位置进行处理，使得数据可以在处理过程中逐步到达，而不需要等待全部数据完全加载完毕。

Node.js中的流可以分为可读流（Readable）、可写流（Writable）、可读写流（Duplex）和转换流（Transform）。每种类型的流都有不同的特点和使用场景。

### 可读流（Readable） ###

可读流是从源头读取数据的一种流。源头可以是文件、网络连接或其他数据源。可读流提供了一种逐步获取数据的机制，可以根据实际需求分批次读取数据。

#### 创建可读流 ####

在Node.js中，我们可以通过创建一个可读流对象来读取数据。以下是一个示例，展示了如何创建一个可读流：

const fs = require('fs');
    
    const readableStream = fs.createReadStream('file.txt');

上述代码创建了一个可读流，从名为`file.txt`的文件中读取数据。

#### 读取数据 ####

要读取可读流中的数据，可以通过监听`data`事件来实现。当有新的数据块可用时，`data`事件将被触发，并传递数据块作为参数。

以下是一个示例，展示了如何读取可读流的数据：

readableStream.on('data', (chunk) => {
        
      console.log('接收到数据块:', chunk);
    });

上述示例中，每当可读流接收到新的数据块时，我们打印出该数据块的内容。

#### 结束事件 ####

可读流还会触发`end`事件，表示数据已经全部读取完毕。我们可以在`end`事件的监听器中执行一些清理操作，或者进行下一步的处理。

以下是一个示例，展示了如何监听可读流的`end`事件：

readableStream.on('end', () => {
        
      console.log('数据读取完毕');
    });

上述示例中，当可读流读取完全部数据后，将会触发`end`事件，并打印出相应的信息。

### 可写流（Writable） ###

可写流是向目标位置写入数据的一种流。目标位置可以是文件、网络连接或其他数据存储位置。可写流提供了一种逐步写入数据的机制，可以根据需要逐个写入数据块。

#### 创建可写流 ####

在Node.js中，我们可以通过创建一个可写流对象来写入数据到目标位置。以下是一个示例，展示了如何创建一个可写流：

const fs = require('fs');
    
    const writableStream = fs.createWriteStream('output.txt');

上述代码创建了一个可写流，将数据写入到名为`output.txt`的文件中。

#### 写入数据 ####

要向可写流中写入数据，可以使用`write`方法。`write`方法接受数据块作为参数，并将其写入到流中。

以下是一个示例，展示了如何向可写流写入数据：

writableStream.write('Hello, world!');

上述示例中，我们向可写流写入了一段文本数据。

#### 结束流 ####

当所有数据写入到可写流中后，需要调用`end`方法来结束流。结束流后，将不再接受新的数据块。

以下是一个示例，展示了如何结束可写流：

writableStream.end();

上述示例中，我们调用了`end`方法来结束可写流。

### 可读写流（Duplex） ###

可读写流是既可以读取数据又可以写入数据的一种流。它同时实现了可读流和可写流的特性。可读写流在一些场景下非常有用，比如网络连接。

#### 创建可读写流 ####

在Node.js中，我们可以通过创建一个可读写流对象来实现读取和写入数据的双向流通。以下是一个示例，展示了如何创建一个可读写流：

const net = require('net');
    
    const duplexStream = new net.Socket();

上述代码创建了一个可读写流对象，使用`net`模块创建了一个TCP套接字（Socket）。

#### 读取和写入数据 ####

可读写流既可以读取数据，也可以写入数据。我们可以通过监听`data`事件来读取可读写流的数据，同时通过调用`write`方法来向可读写流写入数据。

以下是一个示例，展示了如何读取和写入可读写流的数据：

duplexStream.on('data', (chunk) => {
        
      console.log('接收到数据:', chunk);
    });
    
    duplexStream.write('Hello, world!');

上述示例中，我们监听可读写流的`data`事件，当有新的数据块可用时，打印出该数据块的内容。然后，我们通过`write`方法向可读写流写入一段数据。

### 转换流（Transform） ###

转换流是一种特殊的可读写流，它可以将输入数据进行转换之后再输出。转换流在实际开发中非常有用，比如对数据进行压缩、加密或解析等操作。

#### 创建转换流 ####

在Node.js中，我们可以通过创建一个转换流对象来实现数据的转换。以下是一个示例，展示了如何创建一个转换流：

const {
         Transform } = require('stream');
    
    const myTransform = new Transform({
        
      transform(chunk, encoding, callback) {
        
        // 在这里处理数据转换逻辑
        const transformedData = chunk.toString().toUpperCase();
        this.push(transformedData);
        callback();
      }
    });

上述代码创建了一个转换流对象`myTransform`，并通过`transform`方法定义了数据的转换逻辑。在此示例中，我们将输入的数据块转换为大写字母，并通过`push`方法将转换后的数据块推送到可读端。

#### 使用转换流 ####

要使用转换流进行数据的转换，可以将其插入到输入和输出数据流之间。当数据通过转换流时，将会根据我们在`transform`方法中定义的转换逻辑进行处理。

以下是一个示例，展示了如何使用转换流进行数据转换：

const fs = require('fs');
    
    const readableStream = fs.createReadStream('input.txt');
    const writableStream = fs.createWriteStream('output.txt');
    
    readableStream.pipe(myTransform).pipe(writableStream);

上述示例中，我们创建了一个可读流和一个可写流。然后，使用`pipe`方法将转换流`myTransform`插入到可读流和可写流之间，实现数据的转换和输出。

### 结论 ###

Node.js中的流提供了一种高效的方式来处理大量的数据。可读流、可写流、可读写流和转换流都具有不同的特点和用途，可以根据实际需求选择合适的流类型。

本文详细介绍了Node.js中的流的概念、创建方式以及使用方法，并提供了相应的示例代码。希望通过本文，你对Node.js中的流有了更深入的理解，并能够在实际开发中灵活运用流处理数据的能力。