摘要:可写流可写流是对数据写入目的地的一种抽象。对象流的特点就是它有一个标志,我们可以设置它让流可以接受任何对象。
可写流(Writable Stream)
可写流是对数据写入"目的地"的一种抽象。
可写流的原理其实与可读流类似,当数据过来的时候会写入缓存池,当写入的速度很慢或者写入暂停时候,数据流便会进入到队列池缓存起来,当然即使缓存池满了,剩余的数据也是存在内存
可写流的简单用法如下代码
let fs = require("fs"); let path = require("path"); let ws = fs.createWriteStream(path.join(__dirname,"1.txt"),{ highWaterMark:3, autoClose:true, flags:"w", encoding:"utf8", mode:0o666, start:0, }); let i = 9; function write(){ let flag = true; while(i>0&&flag){ flag = ws.write(--i+"","utf8",()=>{console.log("ok")}); console.log(flag) } } write(); // drain只有当缓存区充满后 并且被消费后触发 ws.on("drain",function(){ console.log("抽干") write(); });实现原理
现在就让我们来实现一个简单的可写流,来研究可写流的内部原理,可写流有很多方法与可读流类似,这里不在重复了首先要有一个构造函数来定义一些基本选项属性,然后调用一个open放法打开文件,并且有一个destroy方法来处理关闭逻辑
let EventEmitter = require("events"); let fs = require("fs"); class WriteStream extends EventEmitter { constructor(path,options) { super(); this.path = path; this.highWaterMark = options.highWaterMark || 16 * 1024; this.autoClose = options.autoClose || true; this.mode = options.mode; this.start = options.start || 0; this.flags = options.flags || "w"; this.encoding = options.encoding || "utf8"; // 可写流 要有一个缓存区,当正在写入文件是,内容要写入到缓存区中 // 在源码中是一个链表 => [] this.buffers = []; // 标识 是否正在写入 this.writing = false; // 是否满足触发drain事件 this.needDrain = false; // 记录写入的位置 this.pos = 0; // 记录缓存区的大小 this.length = 0; this.open(); } destroy() { if (typeof this.fd !== "number") { return this.emit("close"); } fs.close(this.fd, () => { this.emit("close") }); } open() { fs.open(this.path, this.flags, this.mode, (err,fd) => { if (err) { this.emit("error", err); if (this.autoClose) { this.destroy(); } return; } this.fd = fd; this.emit("open"); }) } } module.exports = WriteStream;
接着我们实现write方法来让可写流对象调用,在write方法中我们首先将数据转化为buffer,接着实现一些事件的触发条件的逻辑,如果现在没有正在写入的话我们就要真正的进行写入操作了,这里我们实现一个_write方法来实现写入操作,否则则代表文件正在写入,那我们就将流传来的数据先放在缓存区中,保证写入数据不会同时进行。
write(chunk,encoding=this.encoding,callback=()=>{}){ chunk = Buffer.isBuffer(chunk)?chunk:Buffer.from(chunk,encoding); // write 返回一个boolean类型 this.length+=chunk.length; let ret = this.length{ callback(); this.clearBuffer(); }); // 8 } return ret; } _write(chunk,encoding,callback){ if(typeof this.fd !== "number"){ return this.once("open",()=>this._write(chunk,encoding,callback)); } fs.write(this.fd,chunk,0,chunk.length,this.pos,(err,byteWritten)=>{ this.length -= byteWritten; this.pos += byteWritten; callback(); // 清空缓存区的内容 }); }
_write写入之后的回调中我们会调用传入回调函数clearBuffer,这个方法会去buffers中继续递归地把数据取出,然后继续调用_write方法去写入,直到全部buffer中的数据取出后,这样就清空了buffers。
clearBuffer(){ let buffer = this.buffers.shift(); if(buffer){ this._write(buffer.chunk,buffer.encoding,()=>{ buffer.callback(); this.clearBuffer() }); }else{ this.writing = false; if(this.needDrain){ // 是否需要触发drain 需要就发射drain事件 this.needDrain = false; this.emit("drain"); } } }
最后附上完整的代码
let EventEmitter = require("events"); let fs = require("fs"); class WriteStream extends EventEmitter{ constructor(path,options){ super(); this.path = path; this.highWaterMark = options.highWaterMark||16*1024; this.autoClose = options.autoClose||true; this.mode = options.mode; this.start = options.start||0; this.flags = options.flags||"w"; this.encoding = options.encoding || "utf8"; // 可写流 要有一个缓存区,当正在写入文件是,内容要写入到缓存区中 // 在源码中是一个链表 => [] this.buffers = []; // 标识 是否正在写入 this.writing = false; // 是否满足触发drain事件 this.needDrain = false; // 记录写入的位置 this.pos = 0; // 记录缓存区的大小 this.length = 0; this.open(); } destroy(){ if(typeof this.fd !=="number"){ return this.emit("close"); } fs.close(this.fd,()=>{ this.emit("close") }) } open(){ fs.open(this.path,this.flags,this.mode,(err,fd)=>{ if(err){ this.emit("error",err); if(this.autoClose){ this.destroy(); } return } this.fd = fd; this.emit("open"); }) } write(chunk,encoding=this.encoding,callback=()=>{}){ chunk = Buffer.isBuffer(chunk)?chunk:Buffer.from(chunk,encoding); // write 返回一个boolean类型 this.length+=chunk.length; let ret = this.lengthPipe管道流{ callback(); this.clearBuffer(); }); // 8 } return ret; } clearBuffer(){ let buffer = this.buffers.shift(); if(buffer){ this._write(buffer.chunk,buffer.encoding,()=>{ buffer.callback(); this.clearBuffer() }); }else{ this.writing = false; if(this.needDrain){ // 是否需要触发drain 需要就发射drain事件 this.needDrain = false; this.emit("drain"); } } } _write(chunk,encoding,callback){ if(typeof this.fd !== "number"){ return this.once("open",()=>this._write(chunk,encoding,callback)); } fs.write(this.fd,chunk,0,chunk.length,this.pos,(err,byteWritten)=>{ this.length -= byteWritten; this.pos += byteWritten; callback(); // 清空缓存区的内容 }); } } module.exports = WriteStream;
前面我们了解了可读流与可写流,那么怎么让二者结合起来使用呢,node给我们提供好了方法--Pipe管道,流顾名思义,就是在可读流与可写流中间加入一个管道,实现一边读取,一边写入,读一点写一点。
Pipe的使用方法如下
let fs = require("fs"); let path = require("path"); let ReadStream = require("./ReadStream"); let WriteStream = require("./WriteStream"); let rs = new ReadStream(path.join(__dirname, "./1.txt"), { highWaterMark: 4 }); let ws = new WriteStream(path.join(__dirname, "./2.txt"), { highWaterMark: 1 }); // 4 1 rs.pipe(ws);实现原理
Pipe的原理比较简单,简单说监听可读流的data事件来持续获取文件中的数据,然后我们就会去调用写流的write方法。如果可写流缓存区已满,那么当我们得到调用可读流的pause方法来暂停读取,然后等到写流的缓存区已经全部写入并且触发drain事件时,我们就会调用resume重新开启读取的流程。上代码
pipe(ws) { this.on("data", (chunk) => { let flag = ws.write(chunk); if (!flag) { this.pause(); } }); ws.on("drain", () => { this.resume(); }) }自定义流
Node允许我们自定义流,读流继承于Readable接口,写流则继承于Writable接口,所以我们其实是可以自定义一个流模块,只要继承stream模块对应的接口即可。
自定义可读流如果我们要自定义读流的话,那我们就需要继承Readable,Readable里面有一个read()方法,默认调用_read(),所以我们只要复写了_read()方法就可实现读取的逻辑,同时Readable中也提供了一个push方法,调用push方法就会触发data事件,push中的参数就是data事件回调函数的参数,当push传入的参数为null的时候就代表读流停止,上代码
let { Readable } = require("stream"); // 想实现什么流 就继承这个流 // Readable里面有一个read()方法,默认掉_read() // Readable中提供了一个push方法你调用push方法就会触发data事件 let index = 9; class MyRead extends Readable { _read() { // 可读流什么时候停止呢? 当push null的时候停止 if (index-- > 0) return this.push("123"); this.push(null); } } let mr = new MyRead(); mr.on("data", function(data) { console.log(data); });自定义可写流
与自定义读流类似,自定义写流需要继承Writable接口,并且实现一个_write()方法,这里注意的是_write中可以传入3个参数,chunk, encoding, callback,chunk就是代表写入的数据,通常是一个buffer,encoding是编码类型,通常不会用到,最后的callback要注意,它并不是我们用这个自定义写流调用write时的回调,而是我们上面讲到写流实现时的clearBuffer函数。
let { Writable } = require("stream"); // 可写流实现_write方法 // 源码中默认调用的是Writable中的write方法 class MyWrite extends Writable { _write(chunk, encoding, callback) { console.log(chunk.toString()); callback(); // clearBuffer } } let mw = new MyWrite(); mw.write("111", "utf8", () => { console.log(1); }) mw.write("222", "utf8", () => { console.log(1); });Duplex 双工流
双工流其实就是结合了上面我们说的自定义读流和自定义写流,它既能读也能写,同时可以做到读写之间互不干扰
let { Duplex } = require("stream"); // 双工流 又能读 又能写,而且读取可以没关系(互不干扰) let d = Duplex({ read() { this.push("hello"); this.push(null); }, write(chunk, encoding, callback) { console.log(chunk); callback(); } }); d.on("data", function(data) { console.log(data); }); d.write("hello");Transform 转换流
转换流的本质就是双工流,唯一不同的是它并不需要像上面提到的双工流一样实现read和write,它只需要实现一个transform方法用于转换
let { Transform } = require("stream"); // 它的参数和可写流一样 let tranform1 = Transform({ transform(chunk, encoding, callback) { this.push(chunk.toString().toUpperCase()); // 将输入的内容放入到可读流中 callback(); } }); let tranform2 = Transform({ transform(chunk, encoding, callback){ console.log(chunk.toString()); callback(); } }); // 等待你的输入 // rs.pipe(ws); // 希望将输入的内容转化成大写在输出出来 process.stdin.pipe(tranform1).pipe(tranform2); // 对象流 可读流里只能放buffer或者字符串 对象流里可以放对象对象流
默认情况下,流处理的数据是Buffer/String类型的值。对象流的特点就是它有一个objectMode标志,我们可以设置它让流可以接受任何JavaScript对象。上代码
const { Transform } = require("stream"); let fs = require("fs"); let rs = fs.createReadStream("./users.json"); rs.setEncoding("utf8"); let toJson = Transform({ readableObjectMode: true, transform(chunk, encoding, callback) { this.push(JSON.parse(chunk)); callback(); } }); let jsonOut = Transform({ writableObjectMode: true, transform(chunk, encoding, callback) { console.log(chunk); callback(); } }); rs.pipe(toJson).pipe(jsonOut);
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