在中我们详细介绍了Node中的可读流(ReadStream),今天我们继续介绍Node中其他的流。
可写流（Writable Stream）
可写流是对数据流向设备的抽象，用来消费上游流过来的数据，通过可写流程序可以把数据写入设备，常见的是本地磁盘文件或者 TCP、HTTP 等网络响应,所有 Writable 流都实现了 stream.Writable 类定义的接口。例如:
- HTTP requests, on the client
- HTTP responses, on the server
- fs write streams
- zlib streams
- crypto streams
- TCP sockets
- child process stdin
- process.stdout, process.stderr
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中，不会丢失，当缓存池中满了并且最后缓存中的数据全部写入之后，可写流会发送一个drain消息。
使用可以参考一下这段代码
let fs = require('fs');let ws = fs.createWriteStream('./1.txt', { flags: 'w', mode: 0o666, autoClose: true, highWaterMark: 3, // 默认写是16k encoding: 'utf8', start: 0});// 写入的数据必须是字符串或者buffer// flag代表是否能继续写,但是返回false也不会丢失，就是会把内容放到内存中，当文件被清空的时候才会改成truelet flag = ws.write(1 + '', 'utf8', () => {}); // 异步的方法console.log(flag);flag = ws.write(1 + '', 'utf8', () => {}); // 异步的方法console.log(flag);ws.end('ok'); // 当写完后 就不能再继续写了ws.write('123'); // write after end// 抽干方法 当都写入完后会触发drain事件// 必须缓存区满了 满了后被清空了才会出发drainws.on('drain', function() { console.log('drain')});复制代码 可写流实现
现在就让我们来实现一个简单的可写流，可写流很多部分可以复用可读流的逻辑，都需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;复制代码 接着我们就需要实现一个write函数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，接着判断传入的数据是否大于缓存区大小，如果大于的话则代表我们已经达到了drain事件的第一个条件，接着就要判断现在是否正在将数据写入文件中，如果并没写入进行状态的话那么我们就定义一个_write方法去做写入的动作，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，这样做就是为了确保不会出现同时间往文件写数据的情况，保证了写入数据的有序性
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 < this.highWaterMark; // 比较是否达到了缓存区的大小 this.needDrain = !ret; // 是否需要触发needDrain // 判断是否正在写入 如果是正在写入 就写入到缓存区中 if (this.writing) { this.buffers.push({ encoding, chunk, callback }); } else { // 专门用来将内容 写入到文件内 this.writing = true; this._write(chunk, encoding, () => { callback(); this.clearBuffer(); }); } return ret;}复制代码 接着我们就来实现_write方法，这个方法类似于读流中的read方法，我们需要先判断是否获取到了文件描述符fd,确保获取之后再调用fs模块的写入方法，而在写入之后的回调中我们会调用传入_write方法中的一个回调函数clearBuffer，这个方法会去buffers中继续递归地把数据取出，然后调用_write方法去写入，直到全部buffer中的数据取出后，首先我们需要将正在写入状态改成否，这样之后再有write调用就会直接往文件写入,接着我们就需要根据前面drain事件的第一个条件触发与否来决定是否要触发drain事件，如果前面条件满足，即缓存区被填满过，那么此时当我们清空完缓存区之后就需要触发drain事件
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 });}复制代码 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.length < this.highWaterMark; // 比较是否达到了缓存区的大小 this.needDrain = !ret; // 是否需要触发needDrain // 判断是否正在写入 如果是正在写入 就写入到缓存区中 if (this.writing) { this.buffers.push({ encoding, chunk, callback }); } else { // 专门用来将内容 写入到文件内 this.writing = true; this._write(chunk, encoding, () => { callback(); this.clearBuffer(); }); } 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;复制代码 Pipe
在了解了可读流与可写流之后，那我们在实际使用流的流程又是怎么样的呢，其实就是在读流不断读取文件内容的同时，我们的写流会将读流读到的数据写入到另一个文件中，这样做的好处就是避免了直接用fs的读写文件时会占用大量内存来存放中间转化的数据。另外在Node的socket和http中也会用到这种概念，所以在流中就会有一个pipe方法帮助我们来实现这种读一点写一点的情况。
使用可以参考一下这段代码
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 1rs.pipe(ws); 复制代码 接下来就让我们在我们自己实现的读流模块中实现一下pipe这个方法，背后就是我们会监听读流的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，如前面所说，每次调用write方法都会返回一个标记告诉我们写流缓存区是否已满，那么当我们得到缓存区已满的信号后就会调用读流的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
pipe(ws) { this.on('data', (chunk) => { let flag = ws.write(chunk); if (!flag) { this.pause(); } }); ws.on('drain', () => { this.resume(); })}复制代码 自定义流
Node自带的读流和写流模块其实都是继承于stream模块中的接口，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。
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自定义读流
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
自定义的方法可以参考如下代码
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);});复制代码 -
自定义写流
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。
自定义的方法可以参考如下代码
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('珠峰', 'utf8', () => { console.log(1);})mw.write('珠峰', 'utf8', () => { console.log(1);});复制代码
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
使用方法可以参考如下代码
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');复制代码 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方法用于写数据给可读流，但是对于读取来说可读流的数据会经过处理后自动放入可写流中，这点上不需要我们去实现
使用方法可以参考如下代码
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复制代码 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。
使用方法可以参考如下代码
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);复制代码