摘要:是消费数据的,从中获取数据,然后对得到的块数据进行处理,至于如何处理,就依赖于具体实现也就是的实现。也可以说是建立在的基础上。
1. 认识Stream
Stream的概念最早来源于Unix系统,其可以将一个大型系统拆分成一些小的组件,然后将这些小的组件可以很好地运行
TCP/IP协议中的TCP协议也用到了Stream的思想,进而可以进行流量控制、差错控制
在unix中通过 |来表示流;node中通过pipe方法
Stream可以认为数据就像管道一样,多次不断地被传递下去,而不是一次性全部传递给下游
2. node中的stream在node stream中可以看到第一段的描述:
A stream is an abstract interface implemented by various objects in Node. For example a request to an HTTP server is a stream, as is stdout. Streams are readable, writable, or both. All streams are instances of EventEmitter
对上面一段话进行解析,可以得到如下几点:
Stream是Node中一个非常重要的概念,被大量对象实现,尤其是Node中的I/O操作
Stream是一个抽像的接口,一般不会直接使用,需要实现内部的某些抽象方法(例如_read、_write、_transform)
Stream是EventEmitter的子类,实际上Stream的数据传递内部依然是通过事件(data)来实现的
Stream分为四种:readable、writeable、Duplex、transform
3.Readable Stream 与 Writeable Stream 3.1 二者的关系Readable Stream是提供数据的Stream,外部来源的数据均会存储到内部的buffer数组内缓存起来。
writeable Stream是消费数据的Stream,从readable stream中获取数据,然后对得到的chunk块数据进行处理,至于如何处理,就依赖于具体实现(也就是_write的实现)。
首先看看Readdable Stream与writeable stream二者之间的流动关系:
3.2 pipe的流程解析stream内部是如何从readable stream流到writeable stream里面呢?有两种方法:
a) pipe 连接两个stream
先看一个简单地demo
var Read = require("stream").Readable; var Write = require("stream").Writable; var r = new Read(); var w = new Write(); r.push("hello "); r.push("world!"); r.push(null) w._write = function (chunk, ev, cb) { console.log(chunk.toString()); cb(); } r.pipe(w);
pipe是一种最简单直接的方法连接两个stream,内部实现了数据传递的整个过程,在开发的时候不需要关注内部数据的流动:
Readable.prototype.pipe = function (dest, pipeOpts) { var src = this; ... src.on("data", ondata); function ondata(chunk) { var ret = dest.write(chunk); if (false === ret) { debug("false write response, pause", src._readableState.awaitDrain); src._readableState.awaitDrain++; src.pause(); } } ... }
b) 事件data + 事件drain联合实现
var Read = require("stream").Readable; var Write = require("stream").Writable; var r = new Read(); var w = new Write(); r.push("hello "); r.push("world!"); r.push(null) w._write = function (chunk, ev, cb) { console.log(chunk.toString()); cb(); } r.on("data", function (chunk) { if (!w.write(chunk)) { r.pause(); } }) w.on("drain", function () { r.resume(); }) // hello // world!4 Readable Stream的模式 4.1 内部模式的实现
Readable Stream 存在两种模式(flowing mode 与 paused mode),这两种模式决定了chunk数据流动的方式---自动流动还是手工流动。那如何触发这两种模式呢:
flowing mode: 注册事件data、调用resume方法、调用pipe方法
paused mode: 调用pause方法(没有pipe方法)、移除data事件 && unpipe所有pipe
让我们再深入一些,看看里面具体是如何实现的:
// data事件触发flowing mode Readable.prototype.on = function(ev, fn) { ... if (ev === "data" && false !== this._readableState.flowing) { this.resume(); } ... } // resume触发flowing mode Readable.prototype.resume = function() { var state = this._readableState; if (!state.flowing) { debug("resume"); state.flowing = true; resume(this, state); } return this; } // pipe方法触发flowing模式 Readable.prototype.resume = function() { if (!state.flowing) { this.resume() } }
结论
两种方式取决于一个flowing字段:true --> flowing mode;false --> paused mode
三种方式最后均是通过resume方法,将state.flowing = true
4.2 两种模式的操作a) paused mode
在paused mode下,需要手动地读取数据,并且可以直接指定读取数据的长度:
var Read = require("stream").Readable; var r = new Read(); r.push("hello"); r.push("world"); r.push(null); console.log("输出结果为: ", r.read(1).toString()) // 输出结果为: "h"
还可以通过监听事件readable,触发时手工读取chunk数据:
var Read = require("stream").Readable; var r = new Read(); r.push("hello"); r.push("world"); r.push(null); r.on("readable", function () { var chunk = r.read(); console.log("get data by readable event: ", chunk.toString()) }); // get data by readable event: hello world!
需要注意的是,一旦注册了readable事件,必须手工读取read数据,否则数据就会流失,看看内部实现:
function emitReadable_(stream) { debug("emit readable"); stream.emit("readable"); flow(stream); } function flow(stream) { var state = stream._readableState; debug("flow", state.flowing); if (state.flowing) { do { var chunk = stream.read(); } while (null !== chunk && state.flowing); } } Readable.prototype.read = function (n) { ... var res = fromList(n, state); if (!util.isNull(ret)) { this.emit("data", ret); } ... }
flow方法直接read数据,将得到的数据通过事件data交付出去,然而此处没有注册data事件监控,因此,得到的chunk数据并没有交付给任何对象,这样数据就白白流失了,所以在触发emit("readable")时,需要提前read数据。
b) flowing mode
通过注册data、pipe、resume可以自动获取所需要的数据,看看内部实现:
// 事件data方式 var Read = require("stream").Readable; var r = new Read(); r.push("hello "); r.push("world!"); r.push(null) r.on("data", function (chunk) { console.log("chunk :", chunk.toString()) }) // chunk : hello // chunk : world!
// 通过pipe方式 var r = new Read(); r.push("hello "); r.push("world!"); r.push(null) r.pipe(process.stdout) // hello world!
c) 两种mode的总结
5. transform stream的实现用过browserify的人都知道,browserify是一种基于stream的模块打包工具,里面存在browserify.prototype.transform(tr)方法,其中的tr就要求是transform stream,且browserify内部通过through2构建了很多tranform stream。也可以说browserify是建立在transform stream的基础上。那么具备readable、writeablestream的transform stream内部是如何工作的呢?
6. 自定义stream自定义stream很简单,只要实现相应的内部待实现方法就可以了,具体来说:
readable stream: 实现_read方法来解决数据的获取问题
writeable stream: 实现_write方法来解决数据的去向问题
tranform stream: 实现_tranform方法来解决数据存放在buffer前的转换工作
// 自定义readable stream的实现 var Stream = require("stream"); var Read = Stream.Readable; var util = require("util"); util.inherits(MyReadStream, Read); function MyReadStream(data, opt) { Read.call(this, opt); this.data = data || []; } MyReadStream.prototype._read = function () { var _this = this; this.data.forEach(function (d) { _this.push(d); }) this.push(null); } var data = ["aa", "bb", "cc"]; var r = new MyReadStream(data); r.on("data", function (chunk) { console.log(chunk.toString()); })7. 参考资料
stream-handbook
node-stream
iojs源码
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