什么是流？如何理解流？下面本篇文章就来带大家深入了解一下nodejs中的流（stream），希望对大家有所帮助！
stream 是一个抽象的数据接口，它继承了 EventEmitter，它能够发送/接受数据，本质就是让数据流动起来，如下图：
流不是 Node 中独有的概念，是操作系统最基本的操作方式，在 Linux 中 | 就是 Stream，只是 Node 层面对其做了封装，提供了对应的 API
为啥要一点一点？
首先使用下面的代码创建一个文件，大概在 400MB 左右 【相关教程推荐：nodejs视频教程】
当我们使用 readFile 去读取的时候，如下代码
正常启动服务时，占用 10MB 左右的内存
使用curl http://127.0.0.1:8000发起请求时，内存变为了 420MB 左右，和我们创建的文件大小差不多
改为使用使用 stream 的写法，代码如下
再次发起请求时，发现内存只占用了 35MB 左右，相比 readFile 大幅减少
如果我们不采用流的模式，等待大文件加载完成在操作，会有如下的问题：
内存暂用过多，导致系统崩溃CPU 运算速度有限制，且服务于多个程序，大文件加载过大且时间久
总结来说就是，一次性读取大文件，内存和网络都吃不消
如何才能一点一点？
我们读取文件的时候，可以采用读取完成之后在输出数据
上述说到 stream 继承了 EventEmitter 可以是实现监听数据。首先将读取数据改为流式读取，使用 on("data", ()⇒{}) 接收数据，最后通过 on("end", ()⇒{}) 最后的结果
有数据传递过来的时候就会触发 data 事件，接收这段数据做处理，最后等待所有的数据全部传递完成之后触发 end 事件。
数据的流转过程
数据从哪里来—source
数据是从一个地方流向另一个地方，先看看数据的来源。
http 请求，请求接口来的数据
console 控制台，标准输入 stdin
file 文件，读取文件内容，例如上面的例子
连接的管道—pipe
在 source 和 dest 中有一个连接的管道 pipe，基本语法为 source.pipe(dest) ，source 和 dest 通过 pipe 连接，让数据从 source 流向 dest
我们不需要向上面的代码那样手动监听 data/end 事件.
pipe 使用时有严格的要求，source 必须是一个可读流，dest 必须是一个可写流
??? 流动的数据到底是一个什么东西？代码中的 chunk 是什么？
到哪里去—dest
stream 常见的三种输出方式
console 控制台，标准输出 stdout
http 请求，接口请求中的 response
file 文件，写入文件
流的种类
可读流 Readable Streams
可读流是对提供数据的源头(source)的抽象
所有的 Readable 都实现了 stream.Readable 类定义的接口
? 读取文件流创建
fs.createReadStream 创建一个 Readable 对象
读取模式
可读流有两种模式，流动模式(flowing mode)和暂停模式(pause mode)，这个决定了 chunk 数据的流动方式：自动流动和手工流动
在 ReadableStream 中有一个 _readableState 属性，在其中有一个 flowing 的一个属性来判断流的模式，他有三种状态值：
ture：表示为流动模式false：表示为暂停模式null：初始状态
可以使用热水器模型来模拟数据的流动。热水器水箱(buffer 缓存区)存储着热水(需要的数据)，当我们打开水龙头的时候，热水就会从水箱中不断流出来，并且自来水也会不断的流入水箱，这就是流动模式。当我们关闭水龙头时，水箱会暂停进水，水龙头则会暂停出水，这就是暂停模式。
流动模式
数据自动地从底层读取，形成流动现象，并通过事件提供给应用程序。
监听 data 事件即可进入该模式
当 data 事件被添加后，可写流中有数据后会将数据推到该事件回调函数中，需要自己去消费数据块，如果不处理则该数据会丢失
调用 stream.pipe 方法将数据发送到 Writeable
调用 stream.resume 方法
暂停模式
数据会堆积在内部缓冲器中，必须显式调用 stream.read() 读取数据块
监听 readable 事件可写流在数据准备好后会触发该事件回调，此时需要在回调函数中使用 stream.read() 来主动消费数据。readable 事件表明流有新的动态：要么有新的数据，要么流已经读取所有数据
百度文心百中
百度大模型语义搜索体验中心
22 查看详情 
两种模式之间如何进行转换呢
可读流在创建完成之后处于初始状态 //TODO：和网上的分享不一致
暂停模式切换到流动模式
- 监听 data 事件- 调用 stream.resume 方法- 调用 stream.pipe 方法将数据发送到 Writable
流动模式切换到暂停模式
- 移除 data 事件- 调用 stream.pause 方法- 调用 stream.unpipe 移除管道目标
实现原理
创建可读流的时候，需要继承 Readable 对象，并且实现 _read 方法
创建一个自定义可读流
当我们调用 read 方法时，整体的流程如下：
doRead
流中维护了一个缓存，当调用 read 方法的时候来判断是否需要向底层请求数据
当缓存区长度为0或者小于 highWaterMark 这个值得时候就会调用 _read 去底层获取数据 源码链接
可写流 Writeable Stream
可写流 是对数据写入目的地的一种抽象，是用来消费上游流过来的数据，通过可写流把数据写入设备，常见的写入流就是本地磁盘的写入
可写流的特点
通过 write 写入数据
通过 end 写数据并且关闭流，end = write + close
当写入数据达到 highWaterMark 的大小时，会触发 drain 事件
调用 ws.write(chunk) 返回 false，表示当前缓冲区数据大于或等于 highWaterMark 的值，就会触发 drain 事件。其实是起到一个警示作用，我们依旧可以写入数据，只是未处理的数据会一直积压在可写流的内部缓冲区中，直到积压沾满 Node.js 缓冲区后，才会被强行中断
自定义可写流
所有的 Writeable 都实现了 stream.Writeable 类定义的接口
只需要实现 _write 方法就能够将数据写入底层
通过调用调用 writable.write 方法将数据写入流中，会调用 _write 方法将数据写入底层当 _write 数据成功后，需要调用 next 方法去处理下一个数据必须调用 writable.end(data) 来结束可写流，data 是可选的。此后，不能再调用 write 新增数据，否则会报错在 end 方法调用后，当所有底层的写操作均完成时，会触发 finish 事件
双工流 Duplex Stream
双工流，既可读，也可写。实际上继承了 Readable 和 Writable 的一种流，那它既可以当做可读流来用又可以当做可写流来用
自定义的双工流需要实现 Readable 的 _read 方法和 Writable 的 _write 方法
net 模块可以用来创建 socket，socket 在 NodeJS 中是一个典型的 Duplex，看一个 TCP 客户端的例子
client 就是一个 Duplex，可写流用于向服务器发送消息，可读流用于接受服务器消息，两个流内的数据并没有直接的关系
转换流 Transform Stream
上述的例子中，可读流中的数据(0/1)和可写流中的数据(’F’,’B’,’B’)是隔离的，两者并没有产生关系，但对于 Transform 来说在可写端写入的数据经过变换后会自动添加到可读端。
Transform 继承于 Duplex，并且已经实现了 _write 和 _read 方法，只需要实现 _tranform 方法即可
gulp 基于 Stream 的自动化构建工具，看一段官网的示例代码
less → less 转为 css → 执行 css 压缩 → 压缩后的 css
其实 less() 和 minifyCss() 都是对输入的数据做了一些处理，然后交给了输出数据
Duplex 和 Transform 的选择
和上面的示例对比起来，我们发现一个流同时面向生产者和消费者服务的时候我们会选择 Duplex，当只是对数据做一些转换工作的时候我们便会选择使用 Tranform
背压问题
什么是背压
背压问题来源于生产者消费者模式中，消费者处理速度过慢
比如说，我们下载过程，处理速度为3Mb/s，而压缩过程，处理速度为1Mb/s，这样的话，很快缓冲区队列就会形成堆积
要么导致整个过程内存消耗增加，要么导致整个缓冲区慢，部分数据丢失
什么是背压处理
背压处理可以理解为一个向上”喊话”的过程
当压缩处理发现自己的缓冲区数据挤压超过阈值的时候，就对下载处理“喊话”，我忙不过来了，不要再发了
下载处理收到消息就暂停向下发送数据
如何处理背压
我们有不同的函数将数据从一个进程传入另外一个进程。在 Node.js 中，有一个内置函数称为 .pipe()，同样地最终，在这个进程的基本层面上我们有二个互不相关的组件：数据的_源头_，和_消费者_
当 .pipe() 被源调用之后，它通知消费者有数据需要传输。管道函数为事件触发建立了合适的积压封装
在数据缓存超出了 highWaterMark 或者写入的列队处于繁忙状态，.write() 会返回 false
当 false 返回之后，积压系统介入了。它将暂停从任何发送数据的数据流中进入的 Readable。一旦数据流清空了，drain 事件将被触发，消耗进来的数据流
一旦队列全部处理完毕，积压机制将允许数据再次发送。在使用中的内存空间将自我释放，同时准备接收下一次的批量数据
我们可以看到 pipe 的背压处理：
将数据按照chunk进行划分，写入当chunk过大，或者队列忙碌时，暂停读取当队列为空时，继续读取数据
更多node相关知识，请访问：nodejs 教程！
以上就是深入浅析Node中的Stream（流）的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：程序猿，转转请注明出处：https://www.chuangxiangniao.com/p/543985.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
