# NodeJS 流的可视化指南

文章出处： A Visual Guide to NodeJS Streams (opens new window)

想象一下，你在某处有一堆砖。你想在这里用这些砖砌一堵墙。假设您有一位朋友帮助搬砖。开始构建，您现在有两个选择。你可以等你的朋友把整堆砖都搬过来再开始，或者你也可以在你有几块砖就开始建造，而你的朋友不断带来更多的砖块。

哪个效率更高？**显然，一旦您有几块砖头，就可以高效地开始构建。**这是使用“流”（在本例中为砖流）来提高流程效率的经典示例。您可能非常熟悉的另一个常见示例是流式传输电影，而不是先下载整部电影然后观看。

在计算机科学中，流是随时间可用的一系列数据元素。流可以被认为是传送带上一次处理一个而不是大批量的项目。

在 NodeJS 中，stream模块提供了处理流的能力。即使您没有明确使用stream模块，NodeJS 应用程序中也有许多使用流的底层功能。“Streams”是一个简单的概念，但如果您不熟悉它，它可能听起来非常复杂。因此，我想到了在可视化中描述NodeJS流中的几个关键概念，以便于理解。

# 水流，信息流

信息就像一种液体。它以比特流的形式从一个地方流向另一个地方。例如，当两个对等点通过网络相互交流时，甚至当您的应用程序正在与磁盘或外围设备通信时，就会发生这种情况。当这样的 I/O 操作发生时，信息从设备读取并流向应用程序，反之亦然。

但是，由于各种原因，上述事务的一端可能比另一端慢。因此，一些数据可能需要在中间进行“缓冲”，而接收端已准备好接受更多数据。

看看下图，两个不同尺寸的水龙头通过一个水箱连接。来自上游的水流量高于下游可以消耗的流量。因此，水箱必须暂时储存（“缓冲”）多余的水，而下游慢慢消耗。

这是 NodeJS 中流的基本思想。stream模块提供了在处理流数据时实现此行为的功能。NodeJS 提供了两种基本类型的流。

它们是：

可读流
可写流

但是，还有两种附加类型的流，它们是可读流和可写流的混合体，用于特殊目的。

双工流
转换流

让我们深入了解更多细节，并尝试将其中的每一个可视化。

# 可读流

可读流可用于从底层源（例如文件描述符）读取数据。Buffer如果应用程序消耗的速度比操作系统从源读取的速度慢，则数据可以存储在可读流中。

NodeJS 中最常见的可读流是process.stdin,fs.createReadStream和IncomingMessage等一些 HTTP 服务器中的对象。

# 可写流

可写流用于将数据从应用程序写入特定目的地。在目的地比写入应用程序慢的情况下，为了防止数据丢失或目的地过载，数据可能存储在内部Buffer.

您可能每天使用的最常见的可写流process.stdout是在console.log. 除此之外，NodeJS 中另外两个非常常见的可写流是process.stderr和fs.createWriteStream

# 双工流

正如我之前提到的，双工流是可读流和可写流的混合体。连接到双工流的应用程序可以读取和写入双工流。双工流的最常见示例是net.Socket. 在双工流中，读和写部分是独立的，有自己的缓冲区。

# 转换流

转换流甚至是一种特殊的混合体，其中可读部分以某种方式连接到可写部分。一个常见的例子是使用Cipher类创建的加密流。在这种情况下，应用程序将纯数据写入流并从同一流中读取加密数据。

可能最简单的转换流是PassThrough，其中输入数据只是作为输出传递而不进行任何转换。虽然这听起来很琐碎，但我已经多次使用它来实现带有流的自定义行为。

# 管道流

在许多情况下，流连接在一起时甚至更有用。听起来很明显，这被称为“管道”。您可以使用 Readable 流的pipe()方法将 Readable 流连接到另一个 Writable/Duplex 或 Transform 流。

这方面的一个简单的例子是将通过管道的一个文件从一个地方复制到另一个地方fs.createReadStream()到一个fs.createWriteStream()。

# 使用流复制数据

关于管道的一个有趣事实是，您可以多次管道同一个流。这在您需要两次读取同一个流的情况下非常有用。在另一个使用者完全读取可读流后，您如果要再次读取它是很棘手的。然而，你可以管道多次读取可读流，多个消费者可以通过从原始可读流复制数据来读取同一个流。

看看下面的简单例子，我们创建了original.txt文件的两个副本。

const fs = require('fs')

const original = fs.createReadStream('./original.txt')
const copy1 = fs.createWriteStream('./copy1.txt')
const copy2 = fs.createWriteStream('./copy2.txt')

original.pipe(copy1)
original.pipe(copy2)