nodejs中流(stream)的理解

in 编程
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nodejs的fs模块并没有提供一个copy的方法,但我们可以很容易的实现一个,比如:

var source = fs.readFileSync('/path/to/source', {encoding: 'utf8'});
fs.writeFileSync('/path/to/dest', source);

这种方式是把文件内容全部读入内存,然后再写入文件,对于小型的文本文件,这没有多大问题,比如grunt-file-copy就是这样实现的。但是对于体积较大的二进制文件,比如音频、视频文件,动辄几个GB大小,如果使用这种方法,很容易使内存“爆仓”。理想的方法应该是读一部分,写一部分,不管文件有多大,只要时间允许,总会处理完成,这里就需要用到流的概念。

stream

如上面高大上的图片所示,我们把文件比作装水的桶,而水就是文件里的内容,我们用一根管子(pipe)连接两个桶使得水从一个桶流入另一个桶,这样就慢慢的实现了大文件的复制过程。

Stream在nodejs中是EventEmitter的实现,并且有多种实现形式,例如:

上面的文件复制可以简单实现一下:

var fs = require('fs');
var readStream = fs.createReadStream('/path/to/source');
var writeStream = fs.createWriteStream('/path/to/dest');

readStream.on('data', function(chunk) { // 当有数据流出时,写入数据
    writeStream.write(chunk);
});

readStream.on('end', function() { // 当没有数据时,关闭数据流
    writeStream.end();
});

上面的写法有一些问题,如果写入的速度跟不上读取的速度,有可能导致数据丢失。正常的情况应该是,写完一段,再读取下一段,如果没有写完的话,就让读取流先暂停,等写完再继续,于是代码可以修改为:

var fs = require('fs');
var readStream = fs.createReadStream('/path/to/source');
var writeStream = fs.createWriteStream('/path/to/dest');

readStream.on('data', function(chunk) { // 当有数据流出时,写入数据
    if (writeStream.write(chunk) === false) { // 如果没有写完,暂停读取流
        readStream.pause();
    }
});

writeStream.on('drain', function() { // 写完后,继续读取
    readStream.resume();
});

readStream.on('end', function() { // 当没有数据时,关闭数据流
    writeStream.end();
});

或者使用更直接的pipe

// pipe自动调用了data,end等事件
fs.createReadStream('/path/to/source').pipe(fs.createWriteStream('/path/to/dest'));

下面是一个更加完整的复制文件的过程

var fs = require('fs'),
    path = require('path'),
    out = process.stdout;

var filePath = '/Users/chen/Movies/Game.of.Thrones.S04E07.1080p.HDTV.x264-BATV.mkv';

var readStream = fs.createReadStream(filePath);
var writeStream = fs.createWriteStream('file.mkv');

var stat = fs.statSync(filePath);

var totalSize = stat.size;
var passedLength = 0;
var lastSize = 0;
var startTime = Date.now();

readStream.on('data', function(chunk) {

    passedLength += chunk.length;

    if (writeStream.write(chunk) === false) {
        readStream.pause();
    }
});

readStream.on('end', function() {
    writeStream.end();
});

writeStream.on('drain', function() {
    readStream.resume();
});

setTimeout(function show() {
    var percent = Math.ceil((passedLength / totalSize) * 100);
    var size = Math.ceil(passedLength / 1000000);
    var diff = size - lastSize;
    lastSize = size;
    out.clearLine();
    out.cursorTo(0);
    out.write('已完成' + size + 'MB, ' + percent + '%, 速度:' + diff * 2 + 'MB/s');
    if (passedLength < totalSize) {
        setTimeout(show, 500);
    } else {
        var endTime = Date.now();
        console.log();
        console.log('共用时:' + (endTime - startTime) / 1000 + '秒。');
    }
}, 500);

可以把上面的代码保存为copy.js试验一下

我们添加了一个递归的setTimeout(或者直接使用setInterval)来做一个旁观者,每500ms观察一次完成进度,并把已完成的大小、百分比和复制速度一并写到控制台上,当复制完成时,计算总的耗费时间,效果如图:

copy1

我们复制了一集1080p的权利的游戏第四季第7集,大概3.78G大小,由于使用了SSD,可以看到速度还是非常不错的,哈哈哈~
复制完成后,显示总花费时间

copy2

结合nodejs的readlineprocess.argv等模块,我们可以添加覆盖提示、强制覆盖、动态指定文件路径等完整的复制方法,有兴趣的可以实现一下,实现完成,可以

ln -s /path/to/copy.js /usr/local/bin/mycopy

这样就可以使用自己写的mycopy命令替代系统的cp命令

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