[Node.js] Node.js中的流

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原文地址：http://www.moye.me/2015/03/29/streaming_in_node/

什么是流？

说到流，就涉及到一个*nix的概念：管道——在*nix中，流在Shell中被实现为可以通过 |(管道符) 进行桥接的数据，一个进程的输出（stdout）可被直接作为下一个进程的输入（stdin）。

在Node中，流（Stream）的概念与之类似，代表一种数据流可供桥接的能力。

pipe

流化的精髓在于 .pipe()方法。可供桥接的能力，在于数据流的两端（上游/下游 或称为 读/写流）以一个 .pipe(）方法进行桥接。

伪代码的表现形式为：

//上游.pipe（下游)
Readable.pipe(Writable);

流的分类

这里并不打算讨论所谓的Node  v0.4 之前的“经典”流。那么，流分为这么几类（皆为抽象接口：

• stream.Readable    可读流（需要实现_read方法，关注点在于对数据流读取的细节
• stream.Writable     可写流（需要实现_write方法，关注点在于对数据流写入的细节
• stream.Duplex        可读/写流（需要实现以上两接口，关注点为以上两接口的细节
• stream.Transform  继承自Duplex（需要实现_transform方法，关注点在于对数据块的处理

简单来说：

• .pipe() 的拥有者一定具备 Readable 流（并不局限于）能力，它拥有 ‘readable‘/‘data‘/‘end‘/‘close‘/‘error‘ 一系列事件可供订阅，也提供 .read()/.pause()/.resume()等一系列方法供调用；
• .pipe() 的参数一定具备Writable 流（并不局限于 ）能力，它拥有 ‘drain‘/‘pipe‘/‘unpipe‘/‘error‘/‘finish‘ 事件可供访问，也提供 .write()/.end() 等一系列方法供调用

什么鬼

有没有一丝丝焦虑？别急，做为一个说人话的低级码工，我会把Stream掰开了和您扯一扯的。

Stream类，在 Node.js的源码 里，是这么定义的：

var EE = require(‘events‘).EventEmitter;
var util = require(‘util‘);
util.inherits(Stream, EE);

function Stream() {
  EE.call(this);
}

可以看出，本质上，Stream是一个EventEmitter，那意味着它具备事件驱动的功能（.emit/.on...）。众所周知，“Node.js 就是基于V8的事件驱动平台”，实现了事件驱动的流式编程，具备了和Node一样的异步回调的特征。

比如在 Readable 流中，有一个 readable 事件，在一个暂停的只读流中，只要有数据块准备好可读时，它就会被发送给订阅者（Readable 流有哪些呢？express中的 req，ftp或者mutli-form上传组件的req.part，系统中的标准输入 process.stdin等）。有了readable 事件，我们可以做个处理shell 命令输出的分析器之类的工具：

process.stdin.on(‘readable‘, function(){
   var buf = process.stdin.read();
   if(buf){
      var data = buf.toString();
      // parsing data ...                                                 
   }
});

这样调用：

head -10 some.txt | node parser.js

对于 Readable 流，我们还可以订阅它的 data 和 end 事件，以获取数据块并在流枯竭时获得通知，如 经典socket示例 中那样：

req.on(‘connect‘, function(res, socket, head) {
    socket.on(‘data‘, function(chunk) {
      console.log(chunk.toString());
    });
    socket.on(‘end‘, function() {
      proxy.close();
    });
  });

Readable流状态的切换

需要注意的是，Readable 流有两种状态：flowing mode（激流） 和 pause  mode（暂停）。前者根本停不下来，谁被pipe上了就马上不停的给；后者会暂停，直到下游显式的调用 Stream.read() 请求才读取数据块。Readable 流初始化时是 pause mode的。

这两种状态可以互为切换的，其中，

有以下任一行为，pause 转 flowing：

• 对 Readable 流添加一个data事件订阅
• 对 Readable 调用 .resume() 显式开启flowing
• 调用 Readable 流的 .pipe(writable) ，桥接到一个 Writable 流上

有以下任一行为，flowing 转回 pause：

• Readable 流还没有 pipe 到任何流上，可调 .pause() 暂停
• Readable 流已经 pipe 到了流上，需 remove 掉所有 data 事件订阅，并且调用 .unpipe()方法逐一解除与下游流的关系

妙用

结合流的异步特性，我可以写出这样的应用：直接将 用户A 的输出桥接到 用户B 的页面上输出：

router.post(‘/post‘, function(req, res) {
    var destination = req.headers[‘destination‘]; //发给谁
    cache[destionation] = req;
    //是的，并不返回，所以最好是个ajax请求
});

用户B请求的时候：

router.get(‘/inbox‘, function(req, res){
    var user = req.headers[‘user‘];
    cache.find(user, function(err, previousReq){ //找到之前存的req
       var form = new multiparty.Form();
       form.parse(previousReq);  // 有文件给我
       form.on(‘part‘, function (part) {
            part.pipe(res); //流式大法好:)

            part.on(‘error‘, function (err) {
                console.log(err);
                messaging.setRequestDone(uniqueID);
                return res.end(err);
            });
        });
    });
});

参考

1. how to write node programs with streams: stream-handbook

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